110kv變電站設(shè)計(jì)和配電設(shè)備選擇計(jì)算

1、前言可以說，變電站就是國家電網(wǎng)中的中樞，一方面它連接外網(wǎng)，在這里進(jìn)行著電壓轉(zhuǎn)換，另一方面再把匯集的電力源源不斷的輸向終端用戶。本論題所設(shè)計(jì)的區(qū)域終端變電站為新建的110KV 站，所面向的用戶為周邊居民和工業(yè)廠區(qū)，以保證人們生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本動力。變電站的設(shè)計(jì)是依據(jù)電氣設(shè)計(jì)類國家和地方標(biāo)準(zhǔn)，以帶動地方發(fā)展和滿足人民生產(chǎn)生活的需求為根本目的，同時(shí)結(jié)合區(qū)域的規(guī)劃設(shè)計(jì)和工程的實(shí)際情況，在滿足基本需求的基礎(chǔ)上，盡可能的節(jié)約用地和降低成本費(fèi)用，爭取以最小的投入帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中要把靈活性和易操作性融入進(jìn)去，后期維護(hù)的便捷也是設(shè)計(jì)考慮的因素之一。110kV 變電站電氣設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容比較廣

2、，既有變壓器等主要設(shè)備、線路與線路連接、配電裝置等的選擇，也包括了短電流、直流系統(tǒng)、消弧與過壓保護(hù)等方面的計(jì)算與設(shè)計(jì)，材料與設(shè)備的硬件設(shè)施是變電站最基本的結(jié)構(gòu)單元，而設(shè)施選擇的各類計(jì)算與設(shè)計(jì)就是保障變電站技術(shù)層面的平穩(wěn)可靠、安全經(jīng)濟(jì)的核心部分，是變電站技術(shù)上的優(yōu)勢所在。所以在具體的設(shè)計(jì)任務(wù)中，最先應(yīng)該就是分析技術(shù)資料和標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)一步論證與確立技術(shù)參數(shù)，進(jìn)而選擇適合技術(shù)要求的設(shè)備數(shù)量、規(guī)格型號、容量大小，以及對電氣設(shè)備、繼電保護(hù)等方面還需要規(guī)劃、計(jì)算、矯驗(yàn)這些必不可少 的過程。摘要隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，變電站不僅從設(shè)備和技術(shù)上，都有了新的革新， 110KV變電站是我國變電站的重要組成部分

3、，其電氣設(shè)計(jì)工作十分重要。在整個(gè)電力系統(tǒng)中，變電站在實(shí)際上發(fā)揮著其監(jiān)控和中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用，是從高壓輸電向終端輸電的重要模塊，所以如何在變電站的新建過程中，在基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和規(guī)范的基礎(chǔ)上，電氣主接線、重要設(shè)備類型和連接方式等都直接影響著使用過程中的經(jīng)濟(jì)、安全和可靠性等，這不僅體現(xiàn)了建設(shè)設(shè)計(jì)的重要性和可持續(xù)發(fā)展，也體現(xiàn)了在設(shè)施設(shè)備選擇上的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。對于設(shè)計(jì)人員來說，把握這些內(nèi)容做到心里有數(shù)才能更好的完成任務(wù)。本論文就是基于 110kV 變電站電氣部分的整體設(shè)計(jì)，把握設(shè)計(jì)過程中的每一個(gè)部分，包括了設(shè)施設(shè)備的選擇、設(shè)計(jì)與論證以及安全與檢修方面等內(nèi)容，其目標(biāo)主要是在合乎技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，集約、經(jīng)濟(jì)

4、、有效、安全、可靠的完成電氣化設(shè)計(jì)工作，同時(shí)也是為行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展提供一個(gè)參考模板，共同努力把這塊工作做的更 好。關(guān)鍵詞：變電站電氣設(shè)計(jì) 短路電流目錄前 言 . 1摘 要 . 2第 1 章 某 110kV 變電站一次部分電氣設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù). 61.1 任務(wù)描述 . 61.2 任務(wù)要求 . 61.3 原始資料分析 . 7第 2 章 制作某 110kV 變電站一次部分電氣設(shè)計(jì)的工作計(jì)劃 . 92.1 工作計(jì)劃安排 . 92.2 某 110kV 牽引變電所設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 . 9第 3 章 主變壓器的選擇.113.1 變電所主變壓器臺數(shù)的選擇 .113.2 功率因數(shù)和無功功率補(bǔ)償.12第 4 章 主

5、接線的選擇與設(shè)計(jì) .184.1 變電站主接線設(shè)計(jì)的基本要求 .184.2 變電站主接線設(shè)計(jì)原則 .194.3 主接線的基本形式和特點(diǎn).204.4 110KV 側(cè)接線的方案選擇 .214.5 35KV 側(cè)接線的選擇.234.6 10KV 側(cè)接線的選擇 .24第 5 章 短路電流計(jì)算 .26 5.1 短路計(jì)算的目的及假設(shè) .265.2 短路電流計(jì)算的步驟 .265.3 短路電流計(jì)算及計(jì)算結(jié)果.285.4 小結(jié) .31第 6 章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 .326.1 電氣設(shè)備的選擇原則 .326.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇.336.3 互感器的選擇 .386.4 電壓互感器的選擇 .396.4 母線的

6、選擇 .406.5 高壓熔斷器的選擇 .426.6 消弧線圈的選擇 .436.7 小結(jié) .43第 7 章 防雷及過電壓保護(hù) .457.1 避雷器 .457.2 避雷器的選擇計(jì)算 .457.3 變電所的防雷保護(hù) .47第 8 章 高壓配電裝置及平面布置 .488.1 設(shè)計(jì)原則與要求 .488.2 高壓配電裝置 .508.3 小結(jié) .51第 9 章 項(xiàng)目總結(jié) .519.1 內(nèi)容總結(jié) .519.2 心得體會 .53致 謝 .55參考文獻(xiàn) .56第 1 章 某 110kV 變電站一次部分電氣設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)1.1 任務(wù)描述變電站是輸電系統(tǒng)的核心部分，保障 110kV 變電站的安全穩(wěn)定是變電站電氣設(shè)計(jì)最為重

7、要的問題且一直被研究者。從傳統(tǒng)的 110kV 變電站項(xiàng)目來看，其設(shè)計(jì)更多的側(cè)重于設(shè)備的安裝和設(shè)計(jì)，這是因?yàn)樽冸娬居兄容^大的體量，放在戶外的設(shè)備又容易腐蝕，如此發(fā)生污閃事故的概率就增大，從而影響用電。本文從降低事故發(fā)生率和提高設(shè)備使用效率角度出發(fā)，以110kV 變電站作為研究的對象，充分利用現(xiàn)代較為尖端的科學(xué)技術(shù)，以變電站的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì) 典型為目標(biāo)，爭取把電氣化設(shè)計(jì)做到更加充分與完善。1.2 任務(wù)要求1.2.1 任務(wù)要求由于 110kV 變電站的一次電氣設(shè)計(jì)涉及的設(shè)備種類較多，所以設(shè)計(jì)工作系統(tǒng)、復(fù)雜，而且要全盤考慮，牽一發(fā)而動全身。這對設(shè)計(jì)人員提出了很高的要求，必須掌握變電站一次電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)要

8、點(diǎn),遵循電氣化設(shè)計(jì)的基本原則。在變電所總體設(shè)計(jì)時(shí)第一步就是進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，分析 110kV 變電站一次電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，分析變壓器的選擇和主接線方式的選擇，進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇校驗(yàn)。最后研究了繼電保護(hù)及自動裝置，并對全文進(jìn)行總結(jié)，作出遠(yuǎn)景計(jì)劃。 1.2.2 任務(wù)過程要求對任務(wù)內(nèi)容進(jìn)行初步分析；查閱所有相關(guān)的資料文件，知識儲備；工作計(jì)劃與方案的擬定；計(jì)劃與方案的實(shí)施；實(shí)施過程中問題的糾錯(cuò)；按照既定的格式整理分析研究成果和技術(shù)報(bào)告，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)。1.3 原始資料分析1.3.1 變電站設(shè)計(jì)基本概況類型概況：本次設(shè)計(jì)屬于地方變電站，用電 110kV。容量概況：規(guī)劃一次設(shè)計(jì)并建成容量為 31.5 MVA

9、兩臺，主變壓器電壓為 110kV/35kV/10kV，100/100/100 的主變各側(cè)容量比。1.3.2 電力連接概況變電站功能描述：從類型上看屬于降壓變電站，服務(wù)功能為周邊有限地區(qū)的居民、 廠區(qū)供電服務(wù)。電力連接：35kV 與平行線路各兩回，以上即為電力系統(tǒng)連接線路。連接示意：我們通過示意圖來表示系統(tǒng)的正、負(fù)阻抗的標(biāo)么值（系統(tǒng)運(yùn)行最大化情 況下，同時(shí)在電源容量和線路都表示無窮大的阻抗值）。示意圖 1（ s 100MVA ）：圖 1 變電所連接示意圖圖 1 變電所連接示意圖假設(shè)：在無功補(bǔ)償設(shè)備如電容器、裝調(diào)相機(jī)等電所方面暫時(shí)忽略，同時(shí)由于 35kV 所在 電網(wǎng)線有著比較少的電容電流，當(dāng)然 1

10、10kV 出線無電源的情況也是有可能的，所以也暫且不 安裝如消弧線等設(shè)備。電力負(fù)荷水平：110kV 變壓器：共存在 2 個(gè)回路的 110kV 進(jìn)出線，平行供電線路進(jìn)線也是兩個(gè)回路， 根據(jù)線路測定，每個(gè)回路能夠最大承載 35000KVA 電容量。35kV 兩個(gè)回路進(jìn)線引入電源，共設(shè)有 2 個(gè)回路的 35kV 進(jìn)出線，每個(gè)回路能夠最大承 載 35000KVA 電容量。本變電站共設(shè)計(jì) 12 個(gè)回路的 10kV 電源引導(dǎo)出線，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和要求，因此建成的是 清一色的架空線路，這包括按 5000KVA/回輸送容量設(shè)計(jì)的 3 回、4000KVA/回輸送容量的 有 5 回、另外 4 個(gè)目前為預(yù)留，根據(jù)今后

11、實(shí)際需要再另行改擴(kuò)建使用。自用電方面，本變電站需要承載主要負(fù)荷如表 1-2表 12本變電站自用電負(fù)荷參數(shù)額定容量功率因數(shù)序 號設(shè)備名稱安裝臺數(shù)工作臺數(shù)備注（kW）（cos）主充電機(jī)浮充電機(jī)主變通風(fēng)蓄電池通風(fēng)檢修、試驗(yàn)用電載波通訊用電204.50.152.71510.850.850.850.850.850.851132111321周期性負(fù)荷經(jīng)常性負(fù)荷經(jīng)常性負(fù)荷經(jīng)常性負(fù)荷經(jīng)常性負(fù)荷經(jīng)常性負(fù)荷屋內(nèi)照明屋外照明5.24.5生活水泵福利區(qū)用電4.51.50.850.852 2周期性負(fù)荷周期性負(fù)荷可以計(jì)算出負(fù)荷：S = 5.2 + 4. 5 （ 20 + 4.5 + 0.15 * 32 + 2.7 + 1

12、5 + 1 + 4.5 * 2 + 1.5）* 0.8549.725 (kVA) 1.3.3 環(huán)境條件變電站所在地區(qū)有記載的氣象環(huán)境如季節(jié)溫度差異較大，如冬季溫度最低年份為 5.9 ，不屬于極寒地區(qū)；夏季溫度最高年份達(dá)到了 39.1，夏季平均溫度最高的一般只有 29；土壤溫度方面來看，在 0.8m 地下中且最熱的月份，土壤溫度為 21.5。從本地區(qū)海拔來看，平均海拔高度較高，達(dá)到了 1716.7 米。從本地區(qū)雷電來看，雷電情況總體較少，僅為 T = 25.1日 / 年 。第 2 章 制作某 110kV 變電站一次部分電氣設(shè)計(jì)的工作計(jì)劃2.1 工作計(jì)劃安排2.1.1 分工計(jì)劃任務(wù)序號任務(wù)名稱負(fù)責(zé)

13、主變壓器臺數(shù)與容量型式的選擇、變電所電氣主接線設(shè)計(jì)任務(wù)負(fù)責(zé)計(jì)算短路電流方面任務(wù)負(fù)責(zé)選擇主要電氣設(shè)備、確定關(guān)于電壓等級配電裝置類型的任務(wù)任務(wù)分配陳睿龔薇李偉2.1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排表 時(shí)間設(shè)計(jì)任務(wù)主要內(nèi)容第 13 周第 14 周撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)方案信息資料查詢，學(xué)習(xí)變電站一次部分 電氣設(shè)計(jì)相關(guān)知識閱讀指定文獻(xiàn)和其它有關(guān)文獻(xiàn)， 寫出畢業(yè)設(shè)計(jì)方案學(xué)習(xí) 110kV 變電站相關(guān)知識、提 升一次部分電氣設(shè)計(jì)理論學(xué)習(xí)水平，并完成文章大綱第 15 周撰寫 110kV 變電站主要相關(guān)聯(lián)的一 110kV 變電站一次部分電氣設(shè)計(jì) 次部分電氣設(shè)計(jì)工作 設(shè)計(jì)內(nèi)容和具體保護(hù)措施第 16 周畢業(yè)設(shè)計(jì)的修改完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，對不

14、足的地方進(jìn)行修改2.2 某 110kV 牽引變電所設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求2.2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容本次任務(wù)是一個(gè)降壓變電站的設(shè)計(jì)工作，包含著 110kV35kV10kV 三個(gè)電壓等級，利用雙母線接線方式作為 110kV 主接線，進(jìn)線為兩路，均利用單母線分段接線方式作為 35kV和 10kV 主接線。2*31 5MVA 為主變壓器容量，利用 YoYo12 連接方式作為 110kV與 35kV 之間連接類型，利用 Yo11 連接方式作為 110kV 與 10kV 之間連接類型。主變壓器本次設(shè)計(jì)有兩個(gè)出線端子，一端與 35kV 的引出線相連接，一端與 10kV 的引出線相連接。我們把變電站內(nèi)部電氣部分的設(shè)計(jì)作為

15、本次任務(wù)，而出線線路的應(yīng)用方面本次暫不涉及，因此會有著相對簡潔負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表，同時(shí)在電氣主接線圖的制作難度上也有所降低。 2.2.2 設(shè)計(jì)原則和基本要求依照國家標(biāo)準(zhǔn)和電氣設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范與要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，本著用戶供電可靠、保證電能質(zhì)量的基本原則要求，同時(shí)還需要有著接線簡單清晰、操作方便、運(yùn)行靈活的特點(diǎn)，而且盡可能的低 投入、低運(yùn)行費(fèi)用，后期方便擴(kuò)建性。具體要求表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：根據(jù)實(shí)際考慮主變壓器臺數(shù)，衡量容量和型式選擇方面；充分考慮與分析變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)；模擬計(jì)算短路電流情況；充分利用并選擇主要電氣設(shè)備，確定與選擇各電壓等級配電裝置類型;第 3 章 主變壓器的選擇3.1 變電所主變壓器臺數(shù)的選

16、擇對保障供電可靠性的前提下的用電負(fù)荷要求，若變電所需要承載大量一、二級負(fù)荷的，按照兩臺變壓器來進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝，一臺變壓器作為備用，極端條件下一臺故障或檢修時(shí)，可以及時(shí)啟用另一臺以便保證正常的供電需求。若變電所僅僅涉及二級負(fù)荷而無一級負(fù)荷則可以采用一臺變壓器，同時(shí)在低壓側(cè)應(yīng)敷設(shè)備用電源并與其他變電所相連。若根據(jù)地域、季節(jié)等其他因素針對負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大地區(qū)，變電所可以采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的方式，當(dāng)然采用兩臺變壓器 效果會更好。綜上所述，本次設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況擬采用兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行。確定變壓器的最大負(fù)荷公式為：P kM0PP 代表變電所所承受的最大負(fù)荷量；Mk 代表負(fù)荷同時(shí)系數(shù)；0P 代表綜合用電負(fù)荷（

17、按負(fù)荷等級系統(tǒng)）在基于對大多數(shù)變電所和終端分支數(shù)據(jù)分析研究得出，變電所的容量估算的計(jì)算公式如下：S (0.75 0.8) PT M鑒于本次變電所設(shè)計(jì)安裝主變壓器 2 臺， 面須同時(shí)滿足：S 表示每臺變壓器的容量，那么在以下幾個(gè)方 T其中單獨(dú)運(yùn)行一臺變壓器時(shí)，其容量應(yīng)滿足約 70%的計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷 S 0.7 PT M具體負(fù)荷計(jì)算結(jié)果為：35kV側(cè) ：最大30MVA，最小 18MVA，P 值，即： Msj10kV側(cè) ：最大16MVA，最小 10MVA，那么：S = 0.7 *(30MVA +16MVA) 32.2MVAC由于前期設(shè)計(jì)明確了需要選擇滿足調(diào)壓要求的變壓器，因此宜采用 110KV （參數(shù)

18、 =100MVA）三繞組有載調(diào)壓電力變壓器較為合適。由上述可得知，主變壓器的型號選擇為： SFSZL7 40000/110該型號變壓器主要參數(shù)見表（3-1）：表（3-1）型號SFSZL740000/110額定容量（KVA）40000主接頭額定電壓（KV）阻抗電壓（%）繞組連接方式高中低高-中高-中中-低11038.56.3，6.6，10.5，1110.7517.56.5YN，yn0,d113.2 功率因數(shù)和無功功率補(bǔ)償對于絕大多數(shù)用電設(shè)備而言，它們在產(chǎn)生交變磁場時(shí)都會從電網(wǎng)吸收大量無功電流，而且有著功率因數(shù)小于 1 的共同特點(diǎn)。通常衡量供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)就是功率因數(shù)。功率因數(shù)會對

19、供配電系統(tǒng)產(chǎn)生什么樣的影響及如何提高功率因數(shù)成為了關(guān)鍵問題。3.2.1 功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響從供配電系統(tǒng)中吸收無功功率是幾乎所有電感特性的用電設(shè)備的基本特點(diǎn)，這就無形中使得功率因數(shù)有所下降。功率因數(shù)提高，給供配電系統(tǒng)帶來電能損耗減小、電壓損失降低以及供電設(shè)備利用率也就會相應(yīng)提高；相反，功率因數(shù)太低，那么就意味著電耗、電損增大，電的有效利用率就會大大減小等。由此可見提高功率因素的意義還是很大的，在實(shí)際應(yīng)用中必須要求 用戶功率因素達(dá)到規(guī)定的值，沒有達(dá)到這個(gè)值的則需要功率補(bǔ)償。太低將會給供配電系統(tǒng)帶來電能損耗增加、電壓損失增大和供電設(shè)備利用率降低等不良影響。正是由于功率因數(shù)在供配電系統(tǒng)中影響很

20、大，所以要求電力用戶功率因數(shù)達(dá)到一定的值，低于某一定值時(shí)就必須進(jìn)行功率補(bǔ)償。在規(guī)范文件評價(jià)企業(yè)和利用電機(jī)疏導(dǎo)則（國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T34851998）中規(guī)定：“在企業(yè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不低于 0.9，凡功率因數(shù)未達(dá)到 上述規(guī)定的，應(yīng)在負(fù)荷側(cè)合理裝置集中與就地?zé)o功補(bǔ)償設(shè)備”。3.2.2 提高功率因數(shù)的方法在功率因數(shù)無法達(dá)到規(guī)定的值時(shí)，為了減少損失，提高自然功率因數(shù)成為了首先要考慮的問題，在此之后再另行考慮人工功率補(bǔ)償。一般認(rèn)為未裝設(shè)任何補(bǔ)償裝置的實(shí)際功率因數(shù)即為自然功率因數(shù)。自然功率因數(shù)提高的基本原則為：無須增加補(bǔ)償設(shè)備，充分利用現(xiàn)有的科學(xué)方法最大程度的將用電設(shè)備無功功率的需要量降下來，從而從根本

21、上提高了功率因素。因此容量合理匹配是選擇變壓器的衡量標(biāo)準(zhǔn)，從大或從小都會對變電所產(chǎn)生重大影響。但是合理、合適的匹配都是限定在一定條件下，條件發(fā)生了重大變化，結(jié)果就會截然不同。當(dāng)自然功率因素?zé)o法滿足現(xiàn)有實(shí)際情況時(shí)，人工補(bǔ)償功率因數(shù)就不得不參與了，這種方式提高功率因素的最常用的手段就是利用并聯(lián)電力電容器。這種補(bǔ)償裝置是目前最為廣泛采用的，具體優(yōu)點(diǎn)如下：一是有功損耗小，大概為 0.25% 0.5% ，1.5%3% 是同步調(diào)相機(jī)有功損耗；二是在無旋轉(zhuǎn)部分條件下，設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)更加快速與便捷；三是具有較為靈活性的選擇增加或減少安裝容量，當(dāng)然也可以變換安裝地點(diǎn)；四是整個(gè)裝置運(yùn)行不受個(gè)別電容器損壞的影響；當(dāng)

22、線路發(fā)生短路緊急情況下，短路電流瞬間被同步調(diào)相機(jī)增大，用戶開關(guān)的斷流容量也被增大了，但是電容器卻沒有這樣的缺陷。3.2.3 補(bǔ)償容量和電容器臺數(shù)的確定正是由于電容器沒有上述的缺點(diǎn)，所以用電容器來改善與提高功率因數(shù)是非常具有經(jīng)濟(jì)效益的事情。若在使用過程中出現(xiàn)電容性負(fù)荷過大那么就會出現(xiàn)電壓過高的情況發(fā)生，這種不利影響是非常危險(xiǎn)的。因此選擇適當(dāng)?shù)碾娙萜靼惭b容量是很有必要的。電容器無功補(bǔ)償方法主要是固定補(bǔ)償。在變電所 10KV 側(cè)的母線上則一把情況下會采用固定補(bǔ)償?shù)姆绞剑驗(yàn)樨?fù)荷變 化時(shí)，補(bǔ)償電容器是無法進(jìn)行改變。計(jì)算補(bǔ)充容量有以下公式：QCC= P tanav（av1- tan )av 2上述公式中

23、,代表補(bǔ)償容量為QCC；代表平均有功負(fù)荷為 P ； P = K P ，其中 P 代表的av av Al c C是 有 功 計(jì) 算 負(fù) 荷 情 況 ， 表 示 有 功 負(fù) 荷 系 數(shù) 字 母 為 K 為補(bǔ)償前平均功率因數(shù) 角的正切 值 ， 為補(bǔ)償前平均功率因數(shù) 角的正切 值 ， tanav1 tan av 2Al，tanav1tanav 2即為補(bǔ)償率。根據(jù)設(shè)計(jì)要求變電所 110KV 側(cè)的功率因數(shù)為 0.9。無功補(bǔ)償在配置上應(yīng)當(dāng)遵循地平衡和便于調(diào)整兩大原則，可以充分利用集中式補(bǔ)償?shù)姆椒?，因?yàn)榻y(tǒng)一集中安裝，這樣就在變電所內(nèi)就可以電壓平衡，這是非常有利的。向電網(wǎng)提供容性無功且具有可調(diào)節(jié)性，這就相當(dāng)于對

24、于感 性無功的一種補(bǔ)償，從而達(dá)到電網(wǎng)有功損耗的降低以及提高電壓的目標(biāo)。應(yīng)根據(jù)就電壓的原則進(jìn)行配置，采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞?，集中安裝在變電所內(nèi)有利于控制電壓水平。向電網(wǎng)提供可調(diào)節(jié)的。以補(bǔ)償多余的感性，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電壓。根據(jù)無功補(bǔ)償?shù)幕驹瓌t，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，可以在 10kV 每段母線上各接一組由開關(guān)投切的 分檔投切并聯(lián)電容器成套裝置，以便達(dá)到對無功負(fù)荷系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。3.2.4 補(bǔ)償電力電容器容量的計(jì)算首先，利用公式計(jì)算補(bǔ)償前的負(fù)荷、功率因數(shù)，由此可以計(jì)算出低壓側(cè)的有功負(fù)荷： P = S *0.85 = 16 *0.85 = 13.6MWc1c1計(jì)算出的低壓側(cè)無功負(fù)荷數(shù)值為：Q =c1

25、s 2 pc12c1=162 13.62 = 8.428Mvar同樣，也可以計(jì)算出變壓器的功率損耗情況：= 0.02 *16 = 0.32MW T= 0.1*16 = 1.6 Mvar T計(jì)算出的中壓側(cè)的有功負(fù)荷情況是：P = S *0.85 = 30 *0.85 = 25.5MW c2 c2計(jì)算出的中壓側(cè)無功負(fù)荷情況是：Q =c2s 2 p 2 = c 2 c 2302 25.52 = 15.8 Mvar計(jì)算出的變電所高壓側(cè)總負(fù)荷情況是：= P + P + P = 13.6 + 25.5 + 0.32 = 39.42MW c3 c1 c2 T= Q + Q + Q = 8.428 +15.8

26、 +1.6 = 25.828 Mvar c3 c1 c2 TS =c3P2c 3Qc 32= 39.42225.8282 = 47.127MVA計(jì)算出的變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)情況是：cos = P / S = 39.42/47.127 = 0.836 2 c3 c3確定補(bǔ)償容量根據(jù)設(shè)計(jì)要求，高壓側(cè)大于或等于 0.9,低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)二補(bǔ)償，綜合情況，因?yàn)檫€要設(shè)計(jì)到變壓器各方面的損耗，現(xiàn)可做一個(gè)功率因素的設(shè)定值為 o.99，那么利用公式計(jì)算出來的補(bǔ) 償容量情況為：Q = P (tancc c1av1- tan )av2= 13.6tan(arccos0.85) - tan (arccos0.99)=

27、6.528Mvar同時(shí)，也根據(jù)上述數(shù)值，得出補(bǔ)償后負(fù)荷和功率因數(shù)情況為： 變電 所低壓側(cè)計(jì) 算荷 為：K 27s c1= P 2 (Q Q ) C 1 C 1 CC2=13.62(8.428 6.528)2= 13.73MVA此時(shí)時(shí)變壓 器的功率 損為 ：PT= 0.02* s c1= 0.274MWQ = 0.1* s = 1.373 Mvar T c1變電 所高 壓側(cè)總 的計(jì)算負(fù) 荷為 ：PC 3= Pc1 + Pc2 + PT= 13.6 + 25.5 + 0.274 = 39.374MWQC 3= Q + Q + Q c1 c2 T= 1.9 +15.8 +1.373 = 19.1Mv

28、arS = PC 3C 32QC 32X*K 3IIK 4 sh100 1S GW0.758 0.758cos= 39.3732 19.12= 43.7MVA = P / S = 39.374 /43.7 = 0.9012 c3 c3基于上述的數(shù)值結(jié)果，那么在主變壓器的型號的選擇上為： SHSZL7 31500/110 該型號的變壓器其主要參數(shù)情況有：兩臺三 繞組 主變壓 器SHSZL7 31500/110表（3-2）n0型號額定容量（KVA）主接頭額定電壓（KV）阻抗電壓（%）繞組連接方式高中低高-中高-中中-低SFSZL731500/1103150011038.56.3，6.6，10.5，

29、1110.7517.56.5YN，yn0,d11所用變壓器容量的選擇主變壓器的容量是一般所用變壓器容量選擇的基本依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，一般變壓器容量是主變壓器容量的 3%以內(nèi)，若 31.5MVA 是主變壓器的容量，那么所用的變壓器容量就很容易計(jì)算出 來了：31.5*3% = 945KVA則選 用 SL7 800/10 型雙 繞雙繞組電 力變那么該變壓器的主要參數(shù)情況為：兩臺雙繞組所用變壓器 SL7800/10額定容量(KVA)額定電壓(KV)高壓 低壓連接組標(biāo)號損耗(KW)空載 短路空載電流% 阻抗電壓%6.3800 10Y,y1.54 9.9 2.5 4.50.4第 4 章 主接線的選擇與設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)

30、題目為 110KV 變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)。其電壓等級為 110KV/35KV/10KV;系統(tǒng)情況為：系統(tǒng)經(jīng)雙回路給變電所供電；取為 100MW，系統(tǒng)歸算為 100KV 母線的等值電抗 0.2;系統(tǒng) 110KV 母線電壓滿足常調(diào)壓要求。負(fù)荷主要為一、二級負(fù)，所以選用兩臺三繞組變壓器并聯(lián)運(yùn)行。出線回路：110KV 側(cè)兩回（架空線）LGJ-400/10KM；35KV 側(cè) 6 回架空線，負(fù)荷：最大 30MVA，最小 18MVA；10KV 側(cè) 8 回架空線，負(fù)荷：最大 16MVA，最 小 10MVA。這種論題的設(shè)計(jì)是 110KV 變電站電氣設(shè)計(jì)的一部分。有著 110KV / 35KV / 10KV 三

31、種不同的電壓等級; 雙回路向變電站供電系統(tǒng)條件; 若有 100MW，100KV 母線的等值電抗系統(tǒng)歸算為 0.2; 電壓符合常規(guī)電壓系統(tǒng) 110KV 母線調(diào)整要求。 一、二級負(fù)荷，因此選擇兩個(gè)三繞組變壓器進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行。 在此出線回路的設(shè)計(jì)上：LGJ-400/10KM 是 110KV 側(cè)兩回（架空線）; 35KV 側(cè)架空線 6 條，上述計(jì)算明顯得出最大 30MVA，最小 18MVA 負(fù)載量 ; 8 個(gè)架空線 10KV 側(cè)，最大 16MVA，最小 10MVA 負(fù)載量。4.1 變電站主接線設(shè)計(jì)的基本要求1)可靠性電力供應(yīng)的可靠性是發(fā)電和配電的最基本保障，電力設(shè)施的設(shè)計(jì)和規(guī)程必要按要求進(jìn)行。因?yàn)殡娏Φ?/p>

32、傳輸和使用必須同時(shí)進(jìn)行，電力系統(tǒng)任何人、設(shè)計(jì)部分的任何故障，將提供關(guān)于供 電體驗(yàn)的可靠性的現(xiàn)行設(shè)計(jì)法規(guī)，并應(yīng)在設(shè)計(jì)期間予以控制。2)靈活性電氣設(shè)備不僅可以根據(jù)正常工作條件下的交付要求，根據(jù)實(shí)際情況靈活地改變運(yùn)行模式，這是電力分配的調(diào)度的目的，而且還可以快速從設(shè)備中取回并消除各種事故或修理期間的故障 的設(shè)備，范圍更小，設(shè)備被控制時(shí)保障維護(hù)人員的安全可以在提供。3)簡單明了的操作簡單明了的主接線使得工作人員能夠清晰和易懂各方面的操作，信息一目了然，運(yùn)行人員只要有一定的專業(yè)知識很快就會被掌握住。過猶不及，若太簡單的話，形成運(yùn)行無法正常進(jìn)行，運(yùn)行會造成很大的不便，而且還可能會出現(xiàn)停電的極端情況。若接線

33、太復(fù)雜的話，工作人員不 一定馬上明白，影響工作人員的工作效率。4)經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)型主要涉及的是經(jīng)濟(jì)效益方面的有靈性。在保證主接線具有安全可靠的、靈活操作這 個(gè)大前提下，就需要考慮成本問題，理想的狀態(tài)是投資最小化，效益最大化。5)應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性擴(kuò)建的可能性主要指代的是發(fā)展的潛力，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，用電情況也會隨著水漲船高，電力負(fù)荷可能在很短的時(shí)間內(nèi)就會上升，所以主接線要考慮預(yù)留，為以后的擴(kuò)展做好準(zhǔn)備。 4.2 變電站主接線設(shè)計(jì)原則與變電站高壓側(cè)的連接應(yīng)盡可能少或不使用中斷器。 根據(jù)繼電保護(hù)要求，分支安裝 也可用于區(qū)域線路，但需要明確的是系統(tǒng)骨干線路不允許使用分支接線的。在配電設(shè)備 6 10kV，輸

34、出回路數(shù)不超過 5 時(shí)，一般采用單母線連接；當(dāng)輸出電路數(shù)量為 6 或更多時(shí)，可以使用單母線分段安裝。 當(dāng)短路電流較大的極端情況時(shí)，有較多的輸出回路，設(shè)備功率又比較大， 而且在需要電抗器的時(shí)候，此時(shí)可以雙母接就必須要有了。3）在 35-66kV 配電設(shè)備中，在不超過 3 個(gè)輸出回路時(shí)，這時(shí)一般單母線接線就能滿足要求了;當(dāng)輸出回路數(shù)增加至 4-8 個(gè)時(shí)，那么此時(shí)就得需要單母線分段接線的方式；若電源和出線都比較多，負(fù)荷量又比較大或處在較為污染區(qū)域，此時(shí)雙母線接線就更為適合了。4)若配電裝置處在 110-220kV，而且是不能多于 2 個(gè)回路時(shí)，那么就比較適合用單母線接線就足夠了；當(dāng)回路有 3-4 個(gè)

35、的時(shí)候，那么簡單的單母線就不能滿足需求了，但是可以用單母線分段接線的方法來進(jìn)行處理；當(dāng)回路數(shù)更高達(dá)到 5 個(gè)以上的時(shí)候，或者說配電裝置在整個(gè)的電力系統(tǒng)中非常的重要，那么這種就是比較大的電力網(wǎng)絡(luò)工程了，這時(shí)候一般都會采用 雙母線接線的方式才能滿足電力的需求。5)具有可靠性能和檢修保養(yǎng)周期性比較長的斷路器，如采用 SF6 斷路器，或者是更換迅 速的手車式斷路器，那么在這種情況下，旁路設(shè)施的工程就可以暫時(shí)不設(shè)了，以免造成資源的浪 費(fèi)。所以說，設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范、設(shè)計(jì)要求內(nèi)容、原始設(shè)計(jì)材料、工程特點(diǎn)等因素是一個(gè)完整的電氣設(shè)計(jì)必備的最為基礎(chǔ)的資料和需求，同時(shí)也要視工作開展的情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。只有準(zhǔn)確、全面、

36、有效和精通這些情況下，認(rèn)真、耐心的設(shè)計(jì)態(tài)度才能將設(shè)計(jì)圓滿的完成，既能完成設(shè)計(jì)基本工作，也能把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)融入到設(shè)計(jì)中，以發(fā)展的眼光去看待設(shè)計(jì)，才能完成經(jīng)濟(jì)、實(shí) 用的變電站這樣的基礎(chǔ)設(shè)施，把供電服務(wù)做到最好最有保障。4.3 主接線的特點(diǎn)和基本形式根據(jù)是否存在母線匯流這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，我們可以把主接線分為有匯流和無無匯流母線兩種主流的接線形式，不同的接線形式有著不同的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)與不足之處，實(shí)際使用中，根據(jù)具體情況 進(jìn)行具體選擇。匯流母線接線形式：根據(jù)變電站規(guī)模與作用情況，進(jìn)出線都會有一定的差異，在多余 4個(gè)回路時(shí)，線路就顯得較為復(fù)雜，電力匯集與分配也要本著實(shí)際情況進(jìn)行集約化設(shè)計(jì)，所以在中間環(huán)節(jié)上通常的做法

37、都是用母線代替，這種做法上可以使得整個(gè)接線形式上表現(xiàn)出清晰感，無論從運(yùn)行角度還是安裝角度來看都相對便捷與實(shí)用，同時(shí)，后期如果需要改擴(kuò)建電力電線設(shè)備等也相對簡單的多。優(yōu)點(diǎn)是明顯的，缺點(diǎn)也不含糊，由于采用母線接線，那么與母線緊鄰的后端設(shè)備就相對較多，使得增加的短路設(shè)備等配電裝置占用更大的土地資源，占地面積大這個(gè)缺點(diǎn)對于很多城區(qū)土地資源十分有限的情況來說無疑是致命的，所以應(yīng)用也要看具體情況。這種接線形式實(shí)際上也可以分為細(xì)化的兩類接線：單母線和雙母線。單母線根據(jù)分段情況又可以再細(xì)化為單母線無分段、單母線有分段、單母線分段帶旁路母線等；雙母線也同樣可以再細(xì)化 為雙母線無分段、雙母線有分段、帶旁路母線的雙

38、母線和二分之三接線等。無匯流母線接線形式：這種接線形式最大的優(yōu)點(diǎn)就是占地相對較小，因此沒有母線的設(shè)置，后端的相關(guān)設(shè)備也都大大減少了，所以無需占用大面積的土地資源，節(jié)約優(yōu)勢明顯。但是這樣接線方式最大的缺點(diǎn)是不能有太多太復(fù)雜的線路，進(jìn)出線回路較少的可以采用這種辦法。同時(shí)在先期接線已經(jīng)形成相對固定，如果要考慮配電站后期的該擴(kuò)建，那么這種形式就不能適合了，改造的成本極大，無任何意義所言。該種接線形式也可以再根據(jù)接線形式再細(xì)化為擴(kuò)大單元接 線、多角形接線、單元接線橋式接線等。4.4 110KV 側(cè)接線的方案選擇4.4.1 可選擇性方案一即為單母線接線優(yōu)點(diǎn)：充分利用單母線接線在線路分布上的間接明了的優(yōu)勢，

39、操作、安裝相對程序便捷；同時(shí)單母線較雙母線后端配電裝置也相對少一些；安全性能高，比如在隔離開關(guān)的作用上就能體現(xiàn)出現(xiàn)，隔離開關(guān)無須發(fā)揮重要的操作上的作用，其主要還是為了檢修時(shí)的安全考慮，大大減小了操作上的失誤；資金投入上也相對節(jié)約；后期如果涉及改擴(kuò)建也有預(yù)留，不再重復(fù)投入， 也節(jié)約了運(yùn)行成本。不足：點(diǎn)母線接線的不足之處也非常明顯，因?yàn)槟妇€的原因，一旦發(fā)生故障或者正常的檢修過程中，整個(gè)配電裝置不得不面臨全部停電的風(fēng)險(xiǎn)，即整體斷電操作，從而使得所涉及的整個(gè)電力系統(tǒng)都得停電，影響居民生活或生產(chǎn)經(jīng)營活動，所以在靈活性方面大打折扣。當(dāng)然即使采用了分段的隔離開關(guān)，仍然涉及部分線路段的停電操作，相當(dāng)于串聯(lián)電力

40、系統(tǒng)一樣，只有全 部完成檢修或故障排除后，才能使得整體供電得到回復(fù)。4.4.2 可選擇性方案二即為雙母線接線與單母線不同之處在于雙母線接線有備用母線，即有一條母線是供日常工作，另外一條母線是作為備用的，相當(dāng)于系統(tǒng)處于并聯(lián)狀態(tài)，只不過這種并聯(lián)是通過聯(lián)路斷路器來實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)出的電源和負(fù)荷可以通過兩條線來進(jìn)行分擔(dān)，這樣可以減少母線的壓力，母線運(yùn)行的可靠性也 大大增加。這種接線方式在倒閘操作上有許多關(guān)鍵要點(diǎn)需要掌握。隔離開關(guān)需要在等電位情況下有先后的操作順序，即現(xiàn)通后斷；母線的日常檢修工作上，規(guī)范的操作流程為：一是母線斷路器的隔離開合閘操作，二是 TQF 的合閘操作，三是備用線通電，這樣才能形成兩條母線

41、的等電位。在啟用備用母線時(shí)，此時(shí)的操作流程是：一是打開備用母線隔離開關(guān)的操作，二是對待檢修的母線關(guān)閉隔離開關(guān)的操作，三是母聯(lián)斷路器 TQF 的斷開工作；四是關(guān)閉 TQF 兩側(cè)的隔離開 關(guān)操作。只有這樣才是合乎規(guī)范的操作規(guī)范，也能保持供電的持續(xù)性。優(yōu)點(diǎn)：一是與單母線接線形式相比，整個(gè)供電的可持續(xù)性和可靠性都大大增加。因?yàn)楸旧砭哂袃蓷l線路，工作線路和備用線路，這樣在檢修過程中關(guān)閉其中一條線路，另外一條線路仍然可以正常工作。兩條線路的倒換操作，可以輪流進(jìn)行線路的檢修，另外一條線路的正常供電不至于使得整個(gè)線路停電，這樣供電的可持續(xù)和可靠性都得到了保障；二是調(diào)度靈活性方面也有所提升。因?yàn)殡娫春拓?fù)荷可以根

42、據(jù)各種環(huán)境和形勢進(jìn)行靈活性的調(diào)度、系統(tǒng)控制，能夠在兩條線路上進(jìn)行分配，這樣實(shí)用性也得到了更大的提高；三是有利于后期的改擴(kuò)建項(xiàng)目。雙母線不同方向的改擴(kuò)建可以分組進(jìn)行，一組改建完成再進(jìn)行另一組改建工程，而且整個(gè)電力卻不受供電影響，輸出的用電可以正常工作，同時(shí)在電源和負(fù)荷均分也不受到相互影響?？梢园凑枕樞蚝侠淼牟季蛛p回架空線路，不至于出現(xiàn)相互交叉影響。這點(diǎn)在單母線分段上就容易出現(xiàn)，在布線順序上容易出現(xiàn)交叉跨域，這樣的話線路相互影響的概率就大大增加；四是方便實(shí)驗(yàn)。如果需要實(shí)驗(yàn)操作，可以斷開一條線路斷開，接在一組母線線路之上，這樣也不影響正常的外部 供電。不足：增加一組線路使得投資成本有所增加；增加一組

43、線路就直接意味著需要更多的配電裝置，如隔離開關(guān)等；在進(jìn)行檢修或排除故障過程中，因?yàn)樾枰莆盏箵Q操作，只有掌握流程才能進(jìn)行工作，如果不熟練則會容易出現(xiàn)誤操作，這樣就會出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)或危險(xiǎn)性。當(dāng)然也可以通 過增加連鎖裝置來避免誤操作，這也是引起費(fèi)用增加。4.4.3 可選擇性方案三即為橋形接線如果根據(jù)實(shí)際環(huán)境，在僅有兩臺變壓器和兩條輸電線路的情況下，無法用其他方法代替，那可以利用橋形接線方法來進(jìn)行。我們可以把橋形接線形式分為內(nèi)橋與外橋。和系統(tǒng)相連接的是 110KV 側(cè)雙回路，在日常的工作中變壓器之間的切換工作是最為常見和注意的地方。當(dāng)連接線路比較穩(wěn)定可靠，在故障發(fā)生的概率極低的情況下或者不需要進(jìn)行變壓器頻

44、繁切換的情況 下內(nèi)橋接線法常常被采用。優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)樵谳敵鼍€路比較少，與之匹配的高壓斷路器在數(shù)量上就會相應(yīng)的減少，如此在 同樣只有四個(gè)回路的進(jìn)出線的情況下，三臺斷路器就能滿足日常需求了。不足：最為明顯的不足之處就是比較復(fù)雜的變壓器的切除和投入，因?yàn)樯婕白儔浩鞯那袚Q工作，這樣兩臺斷路器都會在這個(gè)過程中需要進(jìn)行操作，同時(shí)不得不暫時(shí)停止運(yùn)行其中的一條線路；如果需要涉及橋連斷路器故障或檢修的情況下，這是就不得不解列運(yùn)行兩個(gè)回路；更為重要的缺點(diǎn)是當(dāng)出線斷路器故障或需要檢修時(shí)，長時(shí)期停運(yùn)線路使面臨著最大的挑戰(zhàn)。隨著現(xiàn)代電氣技術(shù)的進(jìn)步，跨條設(shè)備可以加裝在配電裝置中，如果加裝了 2 組隔離開關(guān)，這樣就可以輪流檢修

45、不同的隔離開關(guān)，這樣的話在日常工作中帶來的較大的便捷，使得影響降到最低， 我們也可以同樣原來把跨條安裝在橋連斷路器上，這樣也會相應(yīng)的較小不利的因素。應(yīng)用領(lǐng)域：這種技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)被廣發(fā)的應(yīng)用到適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且 變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高情況。對比以上三種方案，對于 110KV 來說，它要供給一類、二類負(fù)荷較多，需要較高的可靠 性。方案（三）比較符合設(shè)計(jì)要求。4.5 35KV 側(cè)接線的選擇4.5.1 方案一： 單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便；隔離開關(guān)僅在檢修設(shè)備時(shí)作隔離電壓用，不擔(dān)任其它任何操作，使誤操作的可能性減少；此外，投資少、便于擴(kuò)建。缺點(diǎn)：不

46、夠靈活可靠，任意元件的故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)各回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線分開后才 能恢復(fù)到非故障段的供電。4.5.2 方案二： 單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩條回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器會自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使 重要用戶停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停； 當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。4.5.3 方案三：分段斷路器兼作旁路斷路器不設(shè)專用旁路

47、斷路器而以母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器用。優(yōu)點(diǎn):節(jié)約專用旁路斷路器和配電裝置間隔。缺點(diǎn) : 當(dāng)進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，就要用母聯(lián)斷路器代替旁路斷路器。雙母線成單母線，破 壞了雙母線固定接線的運(yùn)行方式，增加了進(jìn)出線回路母線隔離開關(guān)的倒閘操作。對比以上三種方案，方案（二）比較符合設(shè)計(jì)要求。4.6 10KV 側(cè)接線的選擇4.6.1 方案一： 單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便；隔離開關(guān)僅在檢修設(shè)備時(shí)作隔離電壓用，不擔(dān) 任其它任何操作，使誤操作的可能性減少；此外，投資少、便于擴(kuò)建。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任意元件的故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)各部回路仍

48、需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線分開后 才能恢復(fù)到非故障段的供電。4.6.2 方案二： 單母線分段帶旁路母線優(yōu)點(diǎn)：有單母線分段全部優(yōu)點(diǎn)，檢修斷路器時(shí)不至于中斷對用戶供電。缺點(diǎn)：優(yōu)于單母線分段。4.6.3 方案三：雙母線接線雙母線接線，其中一組為工作母線，一組為備用母線，并通過母線聯(lián)路斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，由于母線繼電保護(hù)的要求，一般某一回路母線連接的方式 運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)：供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開關(guān),只停該回路；調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一

49、組母線上能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建 , 均不影響兩組母線單位電源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以至接線不同的母線短時(shí)不會如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越；便于實(shí)驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要 單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開，單獨(dú)接至一組母線上。對比以上三種方案，方案（二）比較符合設(shè)計(jì)要求。由上述方案的比較可以確定變電所的 電氣主接線方案，如下圖所示。KVKVKV圖 4-1第 5 章 短路電流計(jì)算5.1 短路計(jì)算的目的及假設(shè)5.1.1 短路電流計(jì)算的目的在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定

50、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(jì)算。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作， 同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)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(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5、按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。5.1.2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定1、驗(yàn)算導(dǎo)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(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)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(jì)算時(shí)，應(yīng)

51、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(yùn)行的接線方式。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?zhàn)饔玫膶?dǎo)步電 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)，對不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短 路電流為最大的地點(diǎn)。導(dǎo)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(yàn)算。5.1.3 短路計(jì)算基本假設(shè)正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；所有電源的電動勢相位角相同；電力系統(tǒng)中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(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；元件的電阻略去，輸電線路的電容

52、略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。5.2 短路電流計(jì)算的步驟依據(jù)目前電力變電站建設(shè)工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)來看，通常是采用實(shí)用曲線法來計(jì)算短路電流問 題，具體情況為：確定和選擇短路點(diǎn)位置；畫出等值電路圖網(wǎng)絡(luò)圖，充分利用設(shè)計(jì)接線圖；負(fù)荷之路，線路電容，各元件電阻去除；基準(zhǔn)電壓 Ub 和選取基準(zhǔn)容量；將同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電抗，按照規(guī)則要求各元件電抗可以進(jìn)行折算；基于以上三點(diǎn)，繪出由上面的推斷繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖；3、無限放大供電系統(tǒng)，簡化網(wǎng)絡(luò)格，在短路電流周期分量的衰減不考慮情況下，求出轉(zhuǎn) 移電抗；電抗計(jì)算過程；根據(jù)已有的運(yùn)算曲線，短路電流的標(biāo)么值被求出；根據(jù)公司計(jì)算短路容量和有名值數(shù)值；把短路電流

53、的沖擊值計(jì)算出來；1 ）無限放大供電系統(tǒng)，簡化網(wǎng)絡(luò)格，在短路電流周期分量的衰減不考慮情況下，求出 轉(zhuǎn)移電抗，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺 值：有名值 ：2）計(jì)算短路電流沖擊值以及短路容量：短路容量：短路 電 路 電 流沖 擊8、電流計(jì)算結(jié)果表的繪制5.3 短路電流計(jì)算及計(jì)算結(jié)果等值網(wǎng)絡(luò)制定及短路點(diǎn)選擇：根據(jù)前述的步驟，針對本變電所的接線方式，把主接短線路圖點(diǎn)畫選成擇等出值了網(wǎng)絡(luò)F1-F3圖如圖，4-1基準(zhǔn)所容示量：選取值100MVA，電力工程上習(xí)慣性標(biāo)準(zhǔn)一般選 取基準(zhǔn) 電壓.基準(zhǔn)電 準(zhǔn)（KV）：10.5 37 115基準(zhǔn)電準(zhǔn) (KA)：5.50 1.56 0.505.3.1 主變電抗計(jì)算

54、SFSZ7 31500/110的技術(shù) 技術(shù)X12* = ( Ud1%/100) *(Sj/SB) = (10.75/100) *(100/40) = 0.269 X13* = ( Ud2%/100) *(Sj/SB) = (0/100) *(100/40) = 0X14* = ( Ud3%/100) *(Sj/SB) = (6.75/100) *(100/40) = 0.169關(guān)于計(jì)算三相短路簡圖，圖 4-2圖 4-2 三相短路計(jì)算簡圖5.3.2 三相短路計(jì)算（1） 110kV 側(cè)三相短路 簡圖如下圖4 - 3 若 F1 短路狀況，那么此時(shí)短路電流：圖 4-3 110KV穩(wěn)態(tài) 短路電流的有名

55、值在沖擊電流的值為當(dāng)短路發(fā)生時(shí)全電流最大有效值短路容量（2）如下圖 4-4，表示的是 35kV 側(cè)三相短路情況下的簡圖為：當(dāng) F2 短路時(shí)，短路電流IF 21 X X X1 12131 0.102 0.269 02.933圖 4-435kV 側(cè)三相穩(wěn)態(tài) 短路電流的有名 值沖擊擊電Ich2=2.55*4.58=11.68 kA短路全電路全電 流最大Ich2=1.51*4.58 = 6.92 kA短路容量S= I *S =2.933*100=293.3 MVA 2 F2 B（3）如下圖 4-5，表示的是 10kV 側(cè)三相短路情況下的簡圖為：圖 5-5 10KV 側(cè) 35kV 側(cè)三相短路簡圖當(dāng)F3短

56、路時(shí) 路I = S /( 3 V ) = 100/(1.732*10.5) = 5.499 kAF3 B 33短路 電路 I = 1/（ 0.102 + 0.269 + 0.169）= 1.852F3穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值 I = I *I = 5.499 *1.852 = 10.184 kAF3 F3 F3沖擊擊電流 I = 2.55 *10.184 = 25.97 kAch3短路全 電路全電流最大 I = 1.51*10.184 = 15.38 kAch3短路容量 S = I *S = 1.852 *100 = 185.2MV A3 F3 B見表 5-1,表示的是計(jì)算短路電流結(jié)果情況：表 5

57、-1短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)F1F2F3基準(zhǔn)電壓VaV（KV）1153710.5穩(wěn)態(tài)短路電流有名值IKA6.34.5810.184短路電流沖擊值ich(KA)16.06511.6825.97短路全電流最大有效值Ich(KA)9.516.9215.38短路容量 S ( MVA)980293.3185.25.4 小結(jié)我們可以把效驗(yàn)導(dǎo)體的情況和電氣設(shè)備熱穩(wěn)定性的前提表示為短路電流，英文短路電流是重要條件，導(dǎo)體和電氣設(shè)備的重要參數(shù)的選擇也是依賴于短路電流計(jì)算結(jié)果，也可以用短路電流來檢驗(yàn)繼電保護(hù)的靈敏度。因此只有計(jì)算出正確短路電流才能將變電站設(shè)計(jì)工作很好的完 成，這對變電站經(jīng)濟(jì)性的選擇上也是非常的重要用作

58、。第 6 章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇6.1 電氣設(shè)備的選擇原則無論是在正常情況下還是在短路情況下，電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備安全與可靠性都必須得以保證。同時(shí)正確的選擇這些設(shè)備也是為了證明其經(jīng)濟(jì)可靠。選擇各種電氣設(shè)備的常規(guī)流程情況時(shí)：首先不斷短路情況下，按照正常運(yùn)行選出設(shè)備，然后再根據(jù)短路情況下，進(jìn)一 步校驗(yàn)這時(shí)設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。在進(jìn)行電氣設(shè)備與載流導(dǎo)體的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)符合以下原則：一是執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；二是技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性的平衡；三是安全可靠與穩(wěn)定；四是方便運(yùn)行的原則；五是可拓展性，為以 后擴(kuò)建打好基礎(chǔ)。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)需要具備以下的一般要求：不僅要考慮現(xiàn)在情況下的穩(wěn)定運(yùn)行，短路以及日

59、常檢修等情況，還要著眼未來的發(fā)展 余地；以當(dāng)?shù)氐膶?shí)際環(huán)境作為校核條件；平衡先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用與投入；導(dǎo)體選擇的品種有限性；盡可能保持新老電器型號一致性，如擴(kuò)建工程；新產(chǎn)品的兼容、可靠性，并需要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持；熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定是在短路條件來進(jìn)行校驗(yàn)的。驗(yàn)算導(dǎo)體和 110kV 以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，所有的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)的動作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間；而電器的計(jì)算時(shí)間一般采用后備保護(hù)動作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間；斷路器全分閘時(shí)間包括斷路器固有分閘時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間。/22226.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇6.2.1 110KV 側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇 具體短路主要參數(shù)如下：i = 9.

60、84(kA)ch;I= I = 9.8(kA)Ue = 110 KVI= 1.05Ie = 1.05S/1.73 2 *110 = 286.3(A) gmax110KV 側(cè)斷路器具體的選擇方面：在進(jìn)行了相關(guān)資料的查詢，擬選定 LW14110 型六氟化硫斷路器作為本次的側(cè)斷路器。表 5-1 LW14110 型斷路器參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)U（KV）I (A)gmaxI (KA)i (KA)chI td z110186.39.5116.0659.8 *0.5LW 11014-U （KV）eI (A)eI (KA)ri (KA)dwIr t110200031.58031.5 *3首先是短路電流的動穩(wěn)定校驗(yàn)：Ig