電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計論文 110kv變電站一次部分電氣設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　110kV變電站一次部分電氣設計</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　指導教師 制定 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）指導小組組長

2、 制定 年 月 日</p><p>　　辦學單位負責人 制定 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）評語</p><p><b>　　1、指導教師評語：</b></p><p>　　本論文根據(jù)某地區(qū)的用電需求及電力

3、系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟性要求，按照給出的原始資料和供應電能的相關情況，設計出能夠滿足負荷增長需要的運行靈活、檢修維護安全方便、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備。</p><p>　　該論文選題符合電力系統(tǒng)工程實際需要，結構合理，數(shù)據(jù)資料充分，寫作進度安排合理，文字表達較流暢，已達到畢業(yè)設計（論文）水平。</p><

4、;p>　　指導教師簽名 </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　2、評閱教師評語：</b></p><p>　　隨著對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、發(fā)供電可靠性、技術經(jīng)濟指標等的相關要求的日益提高，變電站的規(guī)劃設計成為電網(wǎng)發(fā)展的關鍵一環(huán)，并將進一步影響到整個社會的穩(wěn)定和國民經(jīng)濟的發(fā)展。&l

5、t;/p><p>　　本論文通過對原始資料的分析，結合電力系統(tǒng)的運行實際情況，比較各種主接線設計方案，以確定最為可靠經(jīng)濟的的電氣主接線方案和主變?nèi)萘?。隨后通過短路電流計算，來選擇和校驗主要電氣設備。</p><p>　　論文結構合理，思路清晰，計算數(shù)據(jù)翔實，結論合理，已達到畢業(yè)設計（論文）要求的水平。</p><p>　　評閱教師簽名 <

6、;/p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　3、答辯小組評語：</b></p><p>　　答辯小組組長簽名 </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　中 文 摘 要</b></p&g

7、t;<p>　　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)濟運行。本論文中待設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，擔負著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務。該變電站的建成，不僅增強了當?shù)仉娋W(wǎng)的網(wǎng)絡結構，而且為當?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了足夠的電能，從而達到使本地區(qū)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟地運行的目的。</p><p>　　本論文《110kv變電站一次部分電氣設計

8、》，首先通過對原始資料的分析及根據(jù)變電站的總負荷選擇主變壓器，同時根據(jù)主接線的經(jīng)濟可靠、運行靈活的要求，選擇了兩種待選主接線方案進行了技術比較，淘汰較差的方案，確定了變電站電氣主接線方案。</p><p>　　其次進行短路電流計算，從三相短路計算中得到當短路發(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)計算結果及各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行主要電氣設備選擇及校驗（包括斷路器、隔離開關

9、、電流互感器、電壓互感器等）。</p><p>　　最后，并繪制了電氣主接線圖、電氣總平面布置圖、防雷保護配置圖等相關設計圖紙。</p><p>　　關鍵詞 電氣主接線設計；短路電流計算；電氣設備選擇；設計圖紙</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Power system subs

10、tation as an important 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

11、 distribution of electric energy, charged with the factory to the region, the important task of rural electrification. The completion of the substation will not only strengthen the local power grid network structure, but

12、 also for the local industrial and agricult</p><p>　　The paper "110kv substation once part of the electrical design," the first original data through the analysis and selection based on total load

13、of the substation main transformer, the main wiring under both economical and reliable, flexible operation requirements, select the main connection of two programs to be selected A technical comparison, out of poor progr

14、am to determine the main electrical substation connection program.</p><p>　　Second, the short-circuit current calculation, obtained from the three-phase short circuit calculation occurs when short-circuit th

15、e voltage level of the bus, 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 electrica

16、l equipment selection and validation (including circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, etc.).</p><p>　　Finally, the main draw of the electrical wiring diagram, elect

17、rical general layout map, lightning protection and other related design layout plan drawings. </p><p>　　Keywords </p><p>　　Electrical main wiring design; short-circuit current calculation; ele

18、ctrical equipment selection; design drawings</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 設計的內(nèi)容和要求1</p><p>　　1.1 原始資料分析1</p><p>　　1.2 設計原則和基本要求2</p><p>

19、;　　1.3 設計內(nèi)容2</p><p>　　第2章 主變壓器的選擇3</p><p>　　2.1 主變臺數(shù)的確定3</p><p>　　2.2 本變電站站用變壓器的選擇4</p><p><b>　　2.3 小結5</b></p><p>　　第3章 電氣主接線的選擇6</p&

20、gt;<p>　　3.1 選擇原則6</p><p>　　3.1.1 主接線設計的基本要求及原則6</p><p>　　3.1.2 主接線的基本形式和特點7</p><p>　　3.2 變電站的各側主接線方案的擬定7</p><p><b>　　3.3 小結11</b></p>&l

21、t;p>　　第4章 短路電流計算12</p><p>　　4.1 短路計算的目的及假設12</p><p>　　4.2 短路電流計算的步驟12</p><p>　　4.3 短路電流計算及計算結果13</p><p><b>　　4.4 小結16</b></p><p>　　第5章

22、導體和電氣設備的選擇17</p><p>　　5.1 電氣設備的選擇原則17</p><p>　　5.2 斷路器和隔離開關的選擇17</p><p>　　5.3 互感器的選擇20</p><p>　　5.4 母線的選擇22</p><p>　　5.5 高壓熔斷器的選擇24</p><p&

23、gt;　　5.6 消弧線圈的選擇24</p><p><b>　　5.7 小結25</b></p><p>　　第6章 變電站防雷保護及其配置26</p><p>　　6.1 直擊雷的過電壓保護26</p><p>　　6.2 雷電侵入波的過電壓保護26</p><p>　　6.3 避雷

24、器和避雷線的配置26</p><p><b>　　6.4 小結27</b></p><p>　　第7章 高壓配電裝置及平面布置28</p><p>　　7.1 設計原則與要求28</p><p>　　7.2 高壓配電裝置29</p><p><b>　　7.3 小結30<

25、;/b></p><p><b>　　結 論31</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　致 謝33</b></p><p>　　附錄1 避雷針保護范圍圖34</p><p>　　附錄2 變

26、電所總體平面布置圖35</p><p>　　附錄3 110KV/35KV/10KV降壓變電站電氣一次主接線圖35</p><p>　　第1章 設計的內(nèi)容和要求</p><p>　　1.1 原始資料分析</p><p>　　1、變電站的建設規(guī)模</p><p>　?。?）、類型：110kV地方變電站。</p&

27、gt;<p>　?。?）、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</p><p>　　110kV/35kV/10kV的主變壓器，主變各側容量比為100/100/100，一次設計并建成。</p><p>　　2、電力系統(tǒng)與本所的連接情況</p><p>　?。?）、待設計的變電站是一座降壓變電站，擔負著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供

28、電的重要任務。</p><p>　?。?）、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。</p><p>　　（3）、本變電站在系統(tǒng)最大運行方式下的系統(tǒng)正、負阻抗的標么值示意圖如圖1（Sj=100MVA）,110kV及35kV電源容量為無窮大，阻抗值各包含平行線路阻抗在內(nèi)。</p><p>　　圖1 變電所連接示意圖</p>

29、;<p>　　電所不考慮裝調(diào)相機、電容器等無功補償設備，35kV因電網(wǎng)線路的電容電流較少，也不裝設消弧線圈。110kV出線無電源。</p><p><b>　　電力負荷水平</b></p><p>　　110kV進出線共2回，兩回進線為110kV的平行供電線路，正常送電容量各為35000KVA。</p><p>　　35kV進出線

30、共2回，兩回進線連接著35kV電源，輸送容量各為35000KVA。</p><p>　　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設計；另外5回每回輸送容量為4000KVA，再預留四個出線間隔，待以后擴建。</p><p>　　本變電站自用電主要負荷如表1-2</p><p>　　表1－2 110kV變電站自用電負荷</p&g

31、t;<p>　　計算負荷S=5.2+4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.85＝49.725 (kVA)</p><p><b>　　5、環(huán)境條件</b></p><p>　?。?）當?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℃。</p

32、><p>　?。?）當?shù)睾０胃叨?518.3m。</p><p>　　（3）當?shù)乩纂娙誘=25.1日/年。</p><p>　　1.2 設計原則和基本要求 </p><p>　　設計按照國家標準要求和有關設計技術規(guī)程進行，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，．并且具有可擴建的方便性。要求如下：

33、 </p><p>　　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)劃進行選擇，并應考慮變壓器正常運行和事故時的過負荷能力)； </p><p>　　2)設計變電所電氣主接線； </p><p>　　3)短路電流計算； </p><p>　　4)主要電氣設備的選擇及各電壓等級配電裝置類型的確定;</p&g

34、t;<p><b>　　1.3 設計內(nèi)容</b></p><p>　　本次設計的是一個降壓變電站，有三個電壓等級(110kV／35kV／10kV)，110kV主接線采用雙母線接線方式，兩路進線，35kV和10kV主接線均采用單母線分段接線方式。主變壓器容量為2*31．5MVA，110kV與35kV之間采用Yo／Yo－12連接方式，110kV與10kV之間采用Yo／△—11連接方

35、式。</p><p>　　本設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。設計中主要涉及的是變電站內(nèi)部電氣部分的設計，并未涉及到出線線路具體應用到什么用戶，所以負荷統(tǒng)計表相對比較簡潔，也減少了電氣主接線圖的制作難度。</p><p>　　第2章 主變壓器的選擇</p><p>　　2.1 主變臺數(shù)的確定</p>&

36、lt;p>　　待設計變電站在電力系統(tǒng)中的地位：</p><p>　　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，擔負著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務，地位比較重要。該變電站的建成，不僅增強了當?shù)仉娋W(wǎng)的網(wǎng)絡結構，而且為當?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了足夠的電能，從而達到使本地區(qū)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟地運行的目的。</p><p>　　待設計變電站的建設規(guī)模： </p>

37、<p><b>　　（1）電壓等級</b></p><p>　　110kV/35kV／10kV </p><p>　?。?）線路回路數(shù)量 </p><p>　　110kV進出線共2回，兩回進線為110kV的平行供電線路，正常送電容量各為35000KVA。</p><p>　　35kV進出線共2回，兩回

38、進線連接著35kV電源，輸送容量各為35000KVA。</p><p>　　10kV進出線共12回，全部為架空線路，其中3回每回輸送容量按5000KVA設計；另外5回每回輸送容量為4000KVA，再預留四個出線間隔，待以后擴建。</p><p><b>　　（3）主變選擇 </b></p><p>　　由第一章概況及負荷統(tǒng)計可知：</p

39、><p>　　主變壓器選為兩臺110kV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：110KV／35KV/10KV，各側容量比：100：100：100。</p><p>　　1）變壓器容量：裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應滿足全部負荷的70%，考慮變壓器的事故過負荷能力為40%，則可保證80%負荷供電。

40、</p><p>　　2）在330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般選三相變壓器，采用降壓結構的線圈，排列成鐵芯—低壓—中壓—高壓線圈，高與低之間阻抗最大。</p><p>　　3）繞組數(shù)和接線組別的確定：</p><p>　　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以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接，35K

41、V采用Y形連接，10KV采用Δ連接。</p><p>　　4）調(diào)壓方式的選擇：</p><p>　　普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%，而且當調(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)壓范圍較大，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

42、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范圍時，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。</p><p>　　5）冷卻方式的選擇：</p><p>　　主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導向油循環(huán)冷卻?？紤]到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性，要求及維護工作量，首選自然風冷冷卻方式。&

43、lt;/p><p>　　所以用兩臺SFSZ7—31500/110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：</p><p>　　表2-1 變壓器技術數(shù)據(jù)</p><p>　　2.2 本變電站站用變壓器的選擇</p><p>　　變電站的站用電是變電站的重要負荷，因此，在站用電設計時應按照運行可靠、檢修和維護方便的要求，考慮變電站發(fā)展規(guī)

44、劃，妥善解決分期建設引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術和新設備，使設計達到經(jīng)濟合理，技術先進，保證變電站安全，經(jīng)濟的運行。</p><p>　　一般變電站裝設一臺站用變壓器，對于樞紐變電站、裝有兩臺以上主變壓器的變電站中應裝設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。</p>

45、<p>　　站用變壓器的容量應按站用負荷選擇：</p><p>　　S＝照明負荷+其余負荷*0.85(kVA)</p><p>　　站用變壓器的容量：Se≥S＝0.85∑P十P照明(kVA)</p><p>　　根據(jù)任務書給出的站用負荷計算：</p><p>　　S＝5.2+ 4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1

46、+4.5*2+1.5）*0.85</p><p>　?。?9.725 (kVA)</p><p>　　考慮一定的站用負荷增長裕度，站用變10KV側選擇兩臺SL7—125／10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：</p><p>　　型號：SL7—125／10；</p><p>　　容量為：125(kVA)</p>

47、;<p>　　連接組別號：Yn，yn0 </p><p>　　調(diào)壓范圍為：高壓：±5％</p><p>　　阻抗電壓為(%)：4</p><p><b>　　2.3 小結</b></p><p>　　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SFSZ7—3

48、1500/110型有載調(diào)壓變壓器；站用變壓器兩臺SL7—125／10型號配電變壓器。</p><p>　　第3章 電氣主接線的選擇</p><p><b>　　3.1 選擇原則</b></p><p>　　電氣主接線是變電站設計的首要任務，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定與電力系統(tǒng)及變電站運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關，并對電

49、器設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，主接線的設計必須正確處理好各方面的關系，全面分析論證，通過技術經(jīng)濟比較，確定變電站主接線的最佳方案。</p><p>　　3.1.1 主接線設計的基本要求及原則</p><p>　　變電站主接線設計的基本要求：</p><p><b>　　1)可靠性</b></p>

50、<p>　　供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設計必須滿足這個要求。因為電能的發(fā)送及使用必須在同一時間進行，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。供電可靠性的客觀衡量標準是運行實踐，評估某個主接線圖的可靠性時，應充分考慮長期運行經(jīng)驗。我國現(xiàn)行設計規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經(jīng)驗的總結，設計時應該予以遵循。 </p><p><b>　　2)靈活性 <

51、;/b></p><p>　　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，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快的退出設備、切除故障，使停電時間最短、影響范圍最小，并在檢修設備時能保證檢修人員的安全。 </p><p>　　3)操作應盡可能簡單、方便 </p><p>　　電氣主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，

52、便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便，或造成不必要的停電。</p><p><b>　　4)經(jīng)濟性 </b></p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上—，還應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)濟效益。

53、</p><p>　　5)應具有擴建的可能性</p><p>　　由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快，因此，在選擇主接線時，應考慮到有擴建的可能性。</p><p>　　變電站主接線設計原則：</p><p>　　1)變電站的高壓側接線，應盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線

54、，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。 </p><p>　　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回及以上時，采用單母分段接線，當短路電流較大，出線回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時，可采用雙母線接線。 </p><p>　　3)在35-66kV配電裝置中，當出線回路數(shù)不超過3回時，一般采用單母線接線，當出線回路數(shù)為4～8

55、回時，一般采用單母線分段接線，若接電源較多、出線較多、負荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。</p><p>　　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3～4回時，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在5回及以上，或當“0—220KV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位；出線回路數(shù)在4回及以上時，一般采用雙母線接線。</p><p>　　5)當采用SF

56、6等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以及更換迅速的手車式斷路器時，均可不設旁路設施。 </p><p>　　總之，以設計原始材料及設計要求為依據(jù)，以有關技術規(guī)程為標準，結合具體工作的特點，準確的基礎資料，全面分析，做到既有先進技術，又要經(jīng)濟實用。</p><p>　　3.1.2 主接線的基本形式和特點</p><p>　　主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形

57、式和無匯流母線的接線形式。在電廠或變電站的進出線較多時（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、有利于安裝和擴建。缺點是有母線后配電裝置占地面積較大，使斷路器等設備增多。無匯流母線的接線使用開關電器少，占地面積少，但只適用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的電廠和變電站。</p><p>　　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

58、線有分段、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。</p><p>　　無匯流母線的主接線形式主要有單元接線、擴大單元接線、橋式接線和多角形接線等。</p><p>　　3.2 變電站的各側主接線方案的擬定</p><p>　　在對原始資料分析的基礎上，結合對電氣主接線的可靠性、靈活性、及經(jīng)濟性等基

59、本要求，綜合考慮在滿足技術、經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其為技術先進、供電可靠安全、經(jīng)濟合理的主接線方案。</p><p>　　供電可靠性是變電所的首要問題，主接線的設計，首先應保證變電所能滿足負荷的需要，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：</p><p>　　1、斷路器檢修時，不影響連續(xù)供電；</p><p>　　2、線路、斷路器或母線故

60、障及在母線檢修時，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類負荷對供電的要求；</p><p>　　3、變電所有無全所停電的可能性；</p><p>　　主接線還應具有足夠的靈活性，能適應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，擴建發(fā)展方便。</p><p>　　主接線的可靠性與經(jīng)濟性應綜合考慮，辯證統(tǒng)一，在滿

61、足技術要求前提下，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。</p><p>　　1、110KV側主接線方案</p><p>　　A方案：單母線分段接線</p><p><b>　　B方案:雙母線接線</b></p><p><b>　　分析:</b></p>

62、<p>　　A方案的主要優(yōu)缺點:</p><p>　　1）當母線發(fā)生故障時,僅故障母線停止工作,另一母線仍繼續(xù)工作;</p><p>　　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;</p><p>　　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

63、電的用戶停電；</p><p>　　4)任一出線的開關檢修時，該回線路必須停止工作；</p><p>　　5)當出線為雙回線路時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越；</p><p>　　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,因此本變電站設計不宜采用單母線分段接線。 </p><p>　　B方案的主要優(yōu)缺點：

64、 </p><p>　　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；</p><p>　　2)檢修任一母線隔離開關時，只需斷開該回路；</p><p>　　3)工作母線發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復供電；</p><p>　　4)可利用母聯(lián)開關代替出線開關；</p><p><b>　　

65、5)便于擴建；</b></p><p>　　6)雙母線接線設備較多，配電裝置復雜，投資、占地面積較大,運行中需要隔離開關切斷電路,容易引起誤操作.</p><p><b>　　7)經(jīng)濟性差</b></p><p><b>　　結論:</b></p><p>　　A方案一般適用于110KV

66、出線為3、4回的裝置中；B方案一般適用于110KV出線為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線4回及以上的裝置中。綜合比較A、B兩方案，并考慮本變電站110KV進出線共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側主接線方案。</p><p>　　2、 35KV側主接線方案</p><p><b>　　A方案：單母線接線</b></p>

67、;<p>　　B方案:單母線分段接線</p><p><b>　　分析：</b></p><p>　　A方案的主要優(yōu)缺點： </p><p>　　1)接線簡單、清晰、設備少、投資小、運行操作方便且利于擴建，但可靠性和靈活性較差;</p><p>　　2)當母線或母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，各回路必須

68、在檢修或故障消除前的全部時間內(nèi)停止工作；</p><p>　　3)出線開關檢修時，該回路停止工作。</p><p>　　B方案的主要優(yōu)缺點：</p><p>　　1)當母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；</p><p>　　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; </

69、p><p>　　3)當一段母線發(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； </p><p>　　4)任一出線的開關檢修時，該回線路必須停止工作；</p><p>　　5)當出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　　結論:B方案一般速用于35KV出線為4-8

70、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側主接線方案。 </p><p>　　3、 10KV側主接線方案</p><p>　　A方案：單母線接線(見圖3-3)</p><p>　　B方案：單母線分段接線(見圖3-4)</p><p><b>　　分析：</b&g

71、t;</p><p>　　A方案的主要優(yōu)缺點：</p><p>　　1)接線簡單、清晰、設備少、投資小、運行操作方便且利于擴建，但可靠性和靈活性較差;</p><p>　　2)當母線或母線隔離開關發(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內(nèi)停止工作；．</p><p>　　3)出線開關檢修時，該回路停止工作。</p>

72、<p>　　B方案的主要優(yōu)缺點：</p><p>　　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；</p><p>　　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</p><p>　　3)當一段母線發(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

73、電的用戶停電；</p><p>　　4)任一出線的開關檢修時，該回線路必須停止工作；</p><p>　　5)當出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　　結論：B方案一般適用于10KV出線為6回及以上的裝置中。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側主接線方案.</p>&l

74、t;p><b>　　3.3 小結</b></p><p>　　本章通過對原始資料的分析及根據(jù)主接線的經(jīng)濟可靠、運行靈活的要求，選擇了兩種待選主接線方案進行了技術比較，淘汰較差的方案，確定了變電站電氣主接線方案。</p><p>　　第4章 短路電流計算</p><p>　　4.1 短路計算的目的及假設</p><p&g

75、t;　　一、短路電流計算的目的</p><p>　　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，均需進行必要的短路電流計算。</p><p>　　2、在選擇電氣設備時，為了保證設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，這就需要進行全面的短路電流計算。</p><p>　　3、在設計屋外高壓配電

76、裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。</p><p>　　4、在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。</p><p>　　5、按接地裝置的設計，也需用短路電流。</p><p>　　二、短路電流計算的一般規(guī)定</p><p>　　1、驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，

77、應按工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5～10年）。確定短路電流計算時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應僅按在切換過程中可能并列運行的接線方式。</p><p>　　2、選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的導步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。</p><p>　　3、選擇導體和電器時，對不帶電抗器

78、回路的計算短路點，應按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。</p><p>　　4、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。</p><p>　　三、短路計算基本假設</p><p>　　1、正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；</p><p>　　2、所有電源的電動勢相位角相同；</p><p&g

79、t;　　3、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；</p><p>　　4、不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；</p><p>　　5、元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負荷的影響；</p><p>　　6、系統(tǒng)短路時是金屬性短路。</p><p>　　4.2 短路電流計算的步驟<

80、;/p><p>　　目前在電力變電站建設工程設計中，計算短路電流的方法通常是采用實用曲線法，其步驟如下：</p><p>　　1、選擇要計算短路電流的短路點位置；</p><p>　　2、按選好的設計接線方式畫出等值電路圖網(wǎng)絡圖；</p><p>　　1）在網(wǎng)絡圖中，首選去掉系統(tǒng)中所有負荷之路，線路電容，各元件電阻；</p><

81、;p>　　2）選取基準容量 和基準電壓Ub（一般取各級的平均電壓）；</p><p>　　3）將各元件電抗換算為同一基準值的標么電抗；</p><p>　　4）由上面的推斷繪出等值網(wǎng)絡圖；</p><p>　　3、對網(wǎng)絡進行化簡，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幺值，即轉移電抗；</p><p&

82、gt;<b>　　4、求其計算電抗；</b></p><p>　　5、由運算曲線查出短路電流的標么值；</p><p>　　6、計算有名值和短路容量；</p><p>　　7、計算短路電流的沖擊值；</p><p>　　1）對網(wǎng)絡進行化簡，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幺值

83、，并計算短路電流標幺值、有名值。</p><p><b>　　標幺值：</b></p><p><b>　　有名值：</b></p><p>　　2）計算短路容量，短路電流沖擊值</p><p><b>　　短路容量：</b></p><p><b

84、>　　短路電流沖擊值：</b></p><p>　　8、繪制短路電流計算結果表</p><p>　　4.3 短路電流計算及計算結果</p><p>　　等值網(wǎng)絡制定及短路點選擇：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)絡圖如圖4-1所示： </p><p>　　F1-F3為選擇的短路點，選取基準容量 =1

85、00MVA，由于在電力工程中，工程上習慣性標準一般選取基準電壓. </p><p>　　基準電壓 （KV）：  10.5    37    115</p><p>　　基準電流 (KA)：     5.50   1.56   0.50<

86、/p><p><b>　　1、主變電抗計算</b></p><p>　　SFSZ7—31500/110的技術參數(shù)</p><p>　　∴X12* =( Ud1%/100)*(Sj/SB) =(10.75/100) *(100/40)= 0.269</p><p>　　X13* =( Ud2%/100)*(Sj/SB) =(0

87、/100) *(100/40)= 0</p><p>　　X14* =( Ud3%/100)*(Sj/SB) =(6.75/100) *(100/40)= 0.169</p><p>　　2、三相短路計算簡圖，圖4-2</p><p><b>　　3、三相短路計算</b></p><p>　?。?）、110kV側三相短路

88、簡圖如下圖4-3</p><p><b>　　當F1短路時，</b></p><p><b>　　短路電流</b></p><p>　　穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值</p><p><b>　　沖擊電流　</b></p><p>　　短路全電流最大有效值<

89、/p><p><b>　　短路容量　</b></p><p>　?。?）、35kV側三相短路簡圖如下圖4-4</p><p><b>　　當F2短路時，</b></p><p><b>　　短路電流</b></p><p>　　穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值</

90、p><p>　　沖擊電流　I＇ch2 =2.55*4.58=11.68 kA</p><p>　　短路全電流最大有效值I＂ch2 =1.51*4.58 = 6.92 kA</p><p>　　短路容量　S2〃= I＂F2*SB=2.933*100=293.3 MVA</p><p>　　（3）、10kV側三相短路簡圖如下圖4-5</p>

91、;<p>　　當F3短路時，I＇F3 = SB/(VB3)= 100/(1.732*10.5) =5.499 kA</p><p>　　短路電流I＂F3〃=1/（0.102+0.269+0.169）=1.852</p><p>　　穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值I F3′= I＇F3*I＂F3〃= 5.499*1.852 =10.184 kA</p><p>　

92、　沖擊電流　I＇ch3 =2.55*10.184 = 25.97 kA</p><p>　　短路全電流最大有效值I＂ch3 =1.51*10.184 =15.38 kA</p><p>　　短路容量　S3〃= I＂F3*SB=1.852*100=185.2MVA</p><p>　　短路電流計算結果見表4-1</p><p>　　表4-1&#

93、160;      短路電流計算結果</p><p><b>　　4.4 小結</b></p><p>　　短路電流是效驗導體和電氣設備熱穩(wěn)定性的重要條件，短路電流計算結果是選擇導體和電氣設備的重要參數(shù)，同時繼電保護的靈敏度也是用它來效驗的。所以正確計算短路電流，對整個變電站的設計至關重要，也最能體現(xiàn)出整個變電站設計的

94、經(jīng)濟性。</p><p>　　第5章 導體和電氣設備的選擇</p><p>　　5.1 電氣設備的選擇原則</p><p>　　電氣裝置中的載流導體和電氣設備，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)濟性，必須正確地選擇電氣設備和載流導體。各種電氣設備選擇的一般程序是：先按正常工作條件選擇出設備，然后按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。

95、</p><p>　　電氣設備與載流導體的設計，必須執(zhí)行國家有關的技術經(jīng)濟政策，并應做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和為今后擴建留有一定的余地。</p><p>　　電氣設備選擇的一般要求包括：</p><p>　　1、應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要；</p><p>　　2、應按當?shù)丨h(huán)境條件校

96、核；</p><p>　　3、應力求技術先進和經(jīng)濟合理；</p><p>　　4、選擇導體時應盡量減少品種；</p><p>　　5、擴建工程應盡量使新老電器型號一致；</p><p>　　6、選用的新產(chǎn)品，均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。</p><p>　　7、按短路條件來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。</p

97、><p>　　8、驗算導體和110kV以下電纜短路熱穩(wěn)定時，所有的計算時間，一般采用主保護的動作時間加相應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動作時間加相應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。</p><p>　　5.2 斷路器和隔離開關的選擇</p><p>　　1、110KV側斷路器和隔離開關的選擇</p&

98、gt;<p><b>　　短路參數(shù)：</b></p><p>　　ich=9.84(kA);   I"=I∞=9.8(kA) Ue=110 KV</p><p>　　Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*110=286.3(A)</p><p>　　110KV側斷路器的選擇：</p

99、><p>　　查設備手冊試選LW14—110型六氟化硫斷路器。</p><p>　　表5-1 LW14—110型斷路器參數(shù)</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Igmax=286.3(A)＜Ie</p><p>　　ich=16.065 (kA) ＜Idw=100

100、kA</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Qk=9.82*0.5 (kA2·S)</p><p>　　Q承受=31.52*3 (kA2·S)</p><p>　　Q承受

101、＞Qk熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p>　　110KV側隔離開關的選擇：</p><p>　　Ue=110 KV    Igmax=286.3(A)</p><p>　　查設備手冊試選GW7-110型隔離開關，參數(shù)如下：</p><p>　　額定電壓：Ue=110 KV   額定電流：Ie=6

102、00A</p><p>　　動穩(wěn)定電流：Idw=55 kA   5S熱穩(wěn)定電流：14 kA</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Igmax=286.3(A)＜Ie</p><p>　　ich=16.065 (kA) ＜Idw=55 kA</p><

103、p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Qd=9.8*9.8*0.5 (kA2·S)</p><p>　　Q承受=14*14*5 (kA2·S) Q承受＞Qk熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p>　　2、35KV側斷路器和隔離開關的選擇</p><p><b

104、>　　短路參數(shù)：</b></p><p>　　ich=11.68(kA);   I"=I∞=2.933(kA) Ue=35 KV</p><p>　　Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*35=104(A) </p><p>　　35KV側斷路器的選擇：查設備手冊試選ZW23-35C型斷路器。</p

105、><p>　　表5-2 ZW23-35C型斷路器參數(shù)</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Igmax=104(A)＜Ie</p><p>　　ich=11.68(kA) ＜Idw=100 kA</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗合格。</b>

106、;</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Qk=2.9332*0.5 (kA2·S)</p><p>　　Q承受=252*4 (kA2·S)</p><p>　　Q承受＞Qk熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p>　　35KV側隔離開關的選擇：<

107、/p><p>　　Ue=35 KV    Igmax=104(A)</p><p>　　查設備手冊試選GW14-35（D）型隔離開關，參數(shù)如下：</p><p>　　額定電壓：Ue=35 KV   額定電流：Ie=1250A</p><p>　　動穩(wěn)定電流：Idw=40 kA  

108、; 2S熱穩(wěn)定電流：16 kA</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Igmax=104(A)＜Ie</p><p>　　ich=11.68(kA) ＜Idw=40 kA</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p>&

109、lt;b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Q承受=Irw*Irw*Trw=16*16*2 (kA2·S)</p><p>　　Q承受＞Qk熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p>　　3、10KV側斷路器和隔離開關的選擇</p><p><b>　　短路參數(shù)：</b></p>

110、<p>　　ich=25.97(kA);   I"=I∞=1.852(kA) Ue=10 KV</p><p>　　Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*10=242.8(A) </p><p>　　10KV側斷路器的選擇：</p><p>　　由于10 KV選用為戶內(nèi)成套設備，根據(jù)廠家提供的型號，選空氣絕

111、緣金屬鎧裝移開式KYN28型開關柜</p><p>　　斷路器型號為ZN63A-12/T1250A-31.5</p><p>　　其參數(shù)如下:額定電壓: Ue=12 KV  額定電流: Ie=1250 A</p><p>　　四秒熱穩(wěn)定電流: Irw4″=31.5 kA   額定短路開斷電流：Ikd=31.5 kA</p>

112、<p>　　額定峰值耐受電流：Imax=Idw=80 kA   額定短路關合電流：80 kA</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Igmax=242.8(A)＜Ie</p><p>　　ich=25.97(kA) ＜Idw=100 kA</p><p>&

113、lt;b>　　動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Qk=1.852*1.852*0.5 (kA2·S)</p><p>　　Q承受= 31.5*31.5*4 (kA2·S)</p><p>　　Q承受＞Qk熱穩(wěn)定校驗合格。&

114、lt;/p><p>　　所選斷路器滿足要求。</p><p>　　4、主變中性點隔離開關的選擇</p><p>　　主變中性點隔離開關選取中性點專用型號:GW8-110型</p><p>　　主要參數(shù):額定電壓: Ue=110 KV   額定電流: Ie=400 A</p><p>　　動穩(wěn)定電流: I

115、dw=15.5 kA   10S熱穩(wěn)定電流：4.2 kA</p><p>　　表5-1 斷路器、隔離開關參數(shù)表</p><p>　　5.3 互感器的選擇</p><p><b>　　電流互感器的選擇：</b></p><p>　　1、110kV側電流互感器</p><p>　

116、　Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*110=286.3(A)</p><p><b>　　Ue=110 KV</b></p><p>　　選取：LVQB—110，300/5，0.5/D/10P</p><p>　　電流互感器參數(shù)：1秒熱穩(wěn)定電流：40KA，動穩(wěn)定電流：100KA</p><p><b

117、>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　ich=16.065(kA) ＜100 kA</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Qd=9.8*9.8*0.5 (kA2·S)</

118、p><p>　　Q承受= 1*40*40 (kA2·S)</p><p>　　Q承受＞Qd熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p>　　2、35kV側電流互感器：</p><p>　　Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*35=104(A)</p><p><b>　　Ue=35 KV</b&

119、gt;</p><p>　　選?。篖VQB—35，600/5，0.5/D/10P</p><p>　　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</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　ich=11.68(kA) ＜80 kA</p><p>

120、<b>　　動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Qd=2.933*2.933*0.5 (kA2·S)</p><p>　　Q承受=1*31.5*31.5 (kA2·S)</p><p>　　Q承受＞Qd熱穩(wěn)定校驗合格。&

121、lt;/p><p>　　3、10kV側電流互感器：</p><p>　　Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*10=242.8(A)</p><p><b>　　Ue=10 KV</b></p><p>　　由于10 KV選用為戶內(nèi)成套設備，所以選取和開關柜配套使用的型號：LMZ—12/1500/5</p&

122、gt;<p><b>　　電流互感器參數(shù)：</b></p><p>　　雷電沖擊耐受電壓（kV），75</p><p>　　短時工頻耐受電壓（kV），42</p><p>　　表5-2        電流互感器選型表</p><p&

123、gt;<b>　　電壓互感器的選擇：</b></p><p>　　電壓互感器的選擇應滿足繼電保護、自動裝置和測量儀表的要求，對于：</p><p>　　1、3-20kV配電裝置，宜采用油絕緣結構，也可采用樹脂澆注絕緣結構的電磁式電壓互感器。</p><p>　　2、35kV配電裝置，宜采用油浸絕緣結構的電磁式電壓互感器。</p>