畢業(yè)論文 220kV變電站設(shè)計(jì)

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目：1、題目名稱 220kV變電站設(shè)計(jì) 2、題目來源 現(xiàn) 場 二、目的和意義 本設(shè)計(jì)充分應(yīng)用和穩(wěn)固所學(xué)專業(yè)知識，繼電保護(hù)及自動裝置和高電壓技術(shù)等課本知識，進(jìn)行實(shí)際運(yùn)算，加深學(xué)生對在校期間所學(xué)知識的理解和掌握，提高學(xué)生分析計(jì)算的能力，訓(xùn)練學(xué)生的綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)造能力，使學(xué)生在行將畢業(yè)參加工程實(shí)際工作之前得到電氣設(shè)計(jì)工程師的初步訓(xùn)練，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的根底。 三、原始資料 1、建設(shè)規(guī)模：該變電所主變采用2×120MVA,其電

2、壓等級為220/110/38.5kV的變壓器，220kV進(jìn)出線四回，110kV進(jìn)出線八回，35kV進(jìn)出線八回。 2、該地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測情況及開展：2001年負(fù)荷為60MW,負(fù)荷水平增長率為10%， 3、220kV系統(tǒng)短路容量為5600MVA，110kV系統(tǒng)短路容量為600MVA 4、本設(shè)計(jì)中各級電壓側(cè)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為： 220kV側(cè) Tmax=3600小時(shí)/年 110kV側(cè) Tmax=4600小時(shí)/年 35kV側(cè) Tmax=4000小時(shí)/年 5、所

3、用負(fù)荷有：主控制室照明、主建筑物和輔助建筑物照明等為60kW，鍋爐動力、檢修間動力、主變冷卻裝置動力等為250kW。 6、所址概括：該變電所地勢較平，占地面積大，交通便利，出線走廊開闊，地震烈度為7度，該所接近負(fù)荷中心，區(qū)域穩(wěn)定可滿足建所要求。 四、設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包括的內(nèi)容 原始資料的分析； 變電所的主結(jié)線方案設(shè)計(jì)； 主變壓器的選擇； ④短路電流計(jì)算及一次設(shè)備和導(dǎo)體的選擇； ⑤高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設(shè)計(jì)； ⑥所用電的設(shè)計(jì)； ⑦防雷和接地設(shè)計(jì)； ⑧保護(hù)配置及整定計(jì)算等等。 五、設(shè)計(jì)應(yīng)完成的圖紙 1、設(shè)計(jì)說明書； 2、電氣主接線圖； 3、配電裝置圖。 六、主要參考資料

4、 電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊 專業(yè)課程教材 七、進(jìn)度要求 1、實(shí)習(xí)階段 第 周〔 月 日〕至第 周〔 月 日〕共 周 2、設(shè)計(jì)階段 第 周〔 月 日〕至第 周〔 月 日〕共 周 3、辯論日期 第 周〔 年 月 日〕 八、其它要求 220kV變電站設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)書主要介紹了220kV區(qū)域變電所電氣一次局部的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)的內(nèi)容有220kV區(qū)域變電所的電氣主接

5、線的選擇，主變壓器、所用變壓器的選擇，母線、斷路器和隔離刀閘的選擇，互感器的配置，220kV、110kV、35kV線路的選擇和短路電流的計(jì)算。設(shè)計(jì)中還對主要高壓電器設(shè)備進(jìn)行了選擇與計(jì)算，如斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器等。此外還進(jìn)行了防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，提高了整個(gè)變電所的平安性。 關(guān)鍵詞：變電站；主接線；變壓器 220kV substation design ABSTRACT The design of the book introduces the regional 220kV electrical substation design a part of the

6、 content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kV main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option, the configuration of transformer, 220kV, 110kV, 35kV line choice and short-cir

7、cuit current calculations. The design of the main high pressure also had a choice of electrical equipment and computing, such as circuit breakers, isolating switches, voltage transformers, current transformers and so on. In addition, a lightning protection design and computing, increased the safety

8、of the entire substation. Keywords: substation; main connection; transformer目 錄 摘 要 3 ABSTRACT 4 第1章 引言 7 1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀和開展趨勢 7 1.2原始資料簡要分析 9 第2章 電氣主接線的設(shè)計(jì) 10 2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)概述 10 2.2 主接線的根本接線形式及其特點(diǎn) 12 2.3 電氣主接線確實(shí)定 14 第3章 主變壓器的選擇 18 3.1 主變壓器臺數(shù)和容量確實(shí)定 18 3.2 主變壓器型式的選擇 20 3.3主變壓器的選擇結(jié)果 21 第4章 短路

9、電流計(jì)算 22 4.1 電路各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算 22 4.2 三相短路電流計(jì)算 23 4.3 兩相短路電流計(jì)算 28 第5章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 30 5.1 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 31 5.2 電流互感器的選擇 42 5.3 電壓互感器的選擇 48 5.4導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn) 49 5.5互感器在主接線中的配置 56 第6章 高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設(shè)計(jì) 58 6.1 配電裝置的要求 58 6.2 配電裝置的分類 59 6.3 配電裝置的應(yīng)用 59 6.4 配電裝置的設(shè)計(jì)要求及步驟 59 6.5 屋內(nèi)配電裝置的布置原那么 61 6.6 本設(shè)計(jì)中配電裝置確實(shí)定

10、 62 第7章 所用電的設(shè)計(jì) 64 7.1 所用電源數(shù)量及容量 64 7.2 所用電源引接方式 65 第8章 防雷和接地設(shè)計(jì) 67 8.1 防雷設(shè)計(jì) 67 8.2 接地設(shè)計(jì) 73 第9章 保護(hù)配置 75 9.1 變壓器的保護(hù)配置 75 9.2 母線的保護(hù)配置 76 第10章 總結(jié) 77 參考文獻(xiàn) 78 附錄Ⅰ：外文文獻(xiàn)原文 79 第1章 引言 1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀和開展趨勢 數(shù)字化變電站技術(shù)開展現(xiàn)狀和趨勢 以往制約數(shù)字化變電站開展的主要是IEC61850的應(yīng)用不成熟，智能化一次設(shè)備技術(shù)不成熟，網(wǎng)絡(luò)平安性存在一定隱患。但2005年國網(wǎng)通信中心組織的IEC6

11、1850互操作試驗(yàn)極大推動了IEC61850在數(shù)字化變電站中的研究與應(yīng)用。目前IEC61850技術(shù)在變電站層和間隔層的技術(shù)已經(jīng)成熟，間隔層與過程層通信的技術(shù)在大量運(yùn)行站積累的根底上正逐漸成熟。 當(dāng)前的變電站自動化技術(shù) 20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，由于半導(dǎo)體芯片技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速開展，變電站自動化技術(shù)也已從早期、中期開展到當(dāng)前的變電站自動化技術(shù)階段。其重要特點(diǎn)是：以分層分布結(jié)構(gòu)取代了傳統(tǒng)的集中式；把變電站分為兩個(gè)層次，即變電站層和間隔層，在設(shè)計(jì)理念上不是以整個(gè)變電站作為所要面對的目標(biāo)，而是以間隔和元件作為設(shè)計(jì)依據(jù)，在中低壓系統(tǒng)采用物理結(jié)構(gòu)和電器特性完全獨(dú)立，功能上既考慮測控又涉及

12、繼電保護(hù)這樣的測控保護(hù)綜合單元對應(yīng)一次系統(tǒng)中的間隔出線，在高壓超高壓系統(tǒng)，那么以獨(dú)立的測控單元對應(yīng)高壓或超高壓系統(tǒng)中的間隔設(shè)備；變電站層主單元的硬件以高檔32位工業(yè)級模件作為核心，配大容量內(nèi)存、閃存以及電子固態(tài)盤和嵌入式軟件系統(tǒng)；現(xiàn)場總線以及光纖通信的應(yīng)用為功能上的分布和地理上的分散提供了技術(shù)根底；網(wǎng)絡(luò)尤其是基于TCP/IP的以太網(wǎng)在變電站自動化系統(tǒng)中得到應(yīng)用；智能電子設(shè)備〔IED〕的大量應(yīng)用，諸如繼電保護(hù)裝置、自動裝置、電源、五防、電子電度表等可視為IED而納入一個(gè)統(tǒng)一的變電站自動化系統(tǒng)中；與繼電保護(hù)、各種IED、遠(yuǎn)方調(diào)度中心交換數(shù)據(jù)所使用的規(guī)約逐漸與國際接軌。這個(gè)時(shí)期國內(nèi)代表產(chǎn)品有CSC系

13、列、NSC系列及BSJ系列?！? 國外變電站自動化技術(shù) 　　國外變電站自動化技術(shù)是從20世紀(jì)80年代開始的，以西門子公司為例，該公司第一套全分散式變電站自動化系統(tǒng)LSA678早在1985年就在德國漢諾威正式投入運(yùn)行，至1993年初，已有300多套系統(tǒng)在德國和歐洲的各種電壓等級的變電站運(yùn)行。在中國，1995年亦投運(yùn)了該公司的LSA678變電站自動化系統(tǒng)。LSA678的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩類，一類是全分散式，另一類是集中和分散相結(jié)合，兩類系統(tǒng)均由6MB測控系統(tǒng)、7S/7U保護(hù)系統(tǒng)、8TK開關(guān)閉鎖系統(tǒng)三局部構(gòu)成。 原始變電站自動化系統(tǒng)存在的問題 資料分目前國際上關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)和通訊

14、網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)準(zhǔn)還沒有正式公布，國內(nèi)也沒有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出臺。標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的出臺遠(yuǎn)落后于技術(shù)的開展，導(dǎo)致變電站自動化系統(tǒng)在通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇、通訊傳輸協(xié)議的采用方面存在很大的爭議，在繼電保護(hù)和變電站自動化的關(guān)系及變電站自動化的概念上還存在分歧。市場競爭日益劇烈，不同廠家的設(shè)備質(zhì)量和技術(shù)〔軟硬件方面〕差異甚大，各地方電力公司的要求也不盡相同，導(dǎo)致目前國內(nèi)變電站自動化技術(shù)千差萬別。 改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，電力系統(tǒng)也獲得了前所未有的開展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，各級調(diào)度中心需要獲得更多的信息以準(zhǔn)確掌握電網(wǎng)和變電站的運(yùn)行狀況。同時(shí)，為了提高電力系統(tǒng)的可控性，要求更多地采用遠(yuǎn)方集中監(jiān)視和控制，

15、并逐步采用無人值班管理模式。顯然傳統(tǒng)的變電站已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。 傳統(tǒng)變電站一般采用常規(guī)設(shè)備，二次設(shè)備中的繼電保護(hù)和自動裝置、遠(yuǎn)動裝置等采用電磁式或晶體管式，體積大，設(shè)備笨重，主控室、繼電保護(hù)室占地面積大。常規(guī)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，維護(hù)工作量大。因此，傳統(tǒng)變電站的設(shè)計(jì)思路和方法已經(jīng)被國內(nèi)外摒棄和淘汰。采用一種更先進(jìn)的技術(shù)改造變電站是一種必然趨勢。 而變電站綜合自動化技術(shù)在電力行業(yè)中已經(jīng)引起越來越多的重視，特別是近年來，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，變電站綜合自動化技術(shù)也得到了迅速開展，并逐漸得到了國內(nèi)外很多國家的廣泛應(yīng)用。那么，何謂變電站綜合

16、自動化呢？它是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對變電站主要設(shè)備和傳、配電線路的自動監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性自動化功能。其重要特點(diǎn)是：以分層分布結(jié)構(gòu)取代了傳統(tǒng)的集中式；把變電站分為兩個(gè)層次，即變電站層和間隔層，在設(shè)計(jì)理念上不是以整個(gè)變電站作為所要面對的目標(biāo)，而是以間隔和元件作為設(shè)計(jì)依據(jù)。 我國對變電站的技術(shù)研究的其中一個(gè)主要方面是在220kV及以下中低壓變電站中采用綜合自動化技術(shù)，全面提高變電站的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平，而且技術(shù)不斷得到完善和成熟。總體來說，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化，其優(yōu)越性主要有：提高了供電質(zhì)量、變電站的平安可靠運(yùn)行水平，降低

17、造價(jià)，減少了投資，促進(jìn)了無人值班變電站管理模式的實(shí)行。 本設(shè)計(jì)中變電站的設(shè)計(jì)思路是緊跟現(xiàn)代化國內(nèi)外變電站綜合自動化技術(shù)的開展趨勢，根據(jù)最新和最權(quán)威的設(shè)計(jì)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，采用先進(jìn)的原理技術(shù)，摒棄落后和即將淘汰的技術(shù)，確定科學(xué)的模式和結(jié)構(gòu)，選擇質(zhì)量優(yōu)良和性能可靠的產(chǎn)品，因此，在學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合我國的實(shí)際情況，全面系統(tǒng)地研究探討符合國情的變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，完本錢次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 1.2原始資料簡要分析 1、建設(shè)規(guī)模：該變電所主變采用2×120MVA,其電壓等級為220/110/38.5kV的變壓

18、器，220kV進(jìn)出線四回，110kV進(jìn)出線八回，35kV進(jìn)出線八回。 根據(jù)建廠規(guī)模，對本變電所的電氣主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)確定出2～3種方案，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比擬，確定出最正確方案。 2、該地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測情況及開展：2001年負(fù)荷為60MW,負(fù)荷水平增長率為10%。 根據(jù)負(fù)荷預(yù)測及開展情況，可了解該地區(qū)的負(fù)荷情況及開展，根據(jù)負(fù)荷情況對主變壓器的臺數(shù)、容量等進(jìn)行選擇。 3、220kV系統(tǒng)短路容量為5600MVA，110kV系統(tǒng)短路容量為600MVA。 根據(jù)以上兩系統(tǒng)的短路容量，可計(jì)算出兩系統(tǒng)的綜合電抗標(biāo)幺值。進(jìn)而進(jìn)行短路電流的計(jì)算。收集、了解國內(nèi)外電氣設(shè)備的現(xiàn)狀和開展趨勢，了解設(shè)備和導(dǎo)體選擇的條

19、件，對本變電所進(jìn)行電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇。 4、本設(shè)計(jì)中各級電壓側(cè)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為： 220kV側(cè) Tmax=3600小時(shí)/年 110kV側(cè) Tmax=4600小時(shí)/年 35kV側(cè) Tmax=4000小時(shí)/年 根據(jù)以上年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，可查表得出導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)電流密度，進(jìn)而按照經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行母線截面的選擇。 5、所用負(fù)荷有：主控制室照明、主建筑物和輔助建筑物照明等為60KW，鍋爐動力、檢修間動力、主變冷卻裝置動力等為250KW。 根據(jù)以上所用負(fù)荷，

20、可確定所用電設(shè)計(jì)的相關(guān)情況，如對所用變壓器和所用主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)。 6、所址概括：該變電所地勢較平，占地面積大，交通便利，出線走廊開闊，地震烈度為7度，該所接近負(fù)荷中心，區(qū)域穩(wěn)定可滿足建所要求。 根據(jù)以上所址概述，可了解到該設(shè)計(jì)中變電所的周邊環(huán)境情況，可推測該所地處平原地區(qū)，占地面積大，由此根據(jù)變電所配電系統(tǒng)和配電裝置的設(shè)計(jì)原那么，對本變電所進(jìn)行高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設(shè)計(jì)；接近負(fù)荷中心，那么要求供電的可靠性、調(diào)度的靈活性更高，由35kV電壓送電，該負(fù)荷側(cè)可采用雙回路送電。 第2章 電氣主接線的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是指由發(fā)電機(jī)

21、、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等電氣設(shè)備，按一定順序連接的，用以表示生產(chǎn)、聚集和分配電能的電路。電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，代表了發(fā)電廠和變電所電氣局部的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)配置、自動裝置和控制方式的選擇，對運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。 2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)概述 2.1.1 對電氣主接線的根本要求 電氣主接線的根本要求： 〔1〕電氣主接線應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證供電的可靠性和電能質(zhì)量。對三類負(fù)荷以一個(gè)電源供電即可。對一類負(fù)荷和二類負(fù)荷占大多數(shù)的用戶應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，其中任一電源必須在另一電源停止供電

22、時(shí)，能保證向重要負(fù)荷供電。 電壓和頻率是電能質(zhì)量的根本指標(biāo)，在確定電氣主接線時(shí)應(yīng)保證電能質(zhì)量在允許的變動范圍之內(nèi)。 〔2〕電氣主接線應(yīng)具有一定得靈活性和方便性，以適應(yīng)電氣裝置的各種運(yùn)行狀態(tài)。不僅要求在正常運(yùn)行時(shí)能平安可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或設(shè)備檢修及故障時(shí)，也能適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小。 〔3〕電氣主接線應(yīng)在滿足上述要求的前提下，盡可能經(jīng)濟(jì)。應(yīng)盡量減少設(shè)備投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，并盡量減少占地面積，同時(shí)注意搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。 〔4〕具有開展和擴(kuò)建的可能性。電氣主接線在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量留有開展余地，不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，

23、同時(shí)還要兼顧到從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能的不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下完成過渡方案的實(shí)施。 2.1.2 變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)原那么 變電所主接線的設(shè)計(jì)必須滿足上述四個(gè)根本要求，以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，一國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)那么，結(jié)合工程具體特點(diǎn)，準(zhǔn)確地掌握根底資料，做到既要技術(shù)先進(jìn)，又要經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書或委托書事必不可少的。它將根據(jù)國家經(jīng)濟(jì)開展及電力負(fù)荷增長率的規(guī)劃，給出所設(shè)計(jì)的變電所的容量、電壓等級、出線回路數(shù)、主要是負(fù)荷要求、電力系統(tǒng)參數(shù)和對變電所的而具體要求，以及設(shè)計(jì)的內(nèi)容和范

24、圍，這些原始資料是設(shè)計(jì)的依據(jù)，必須進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，從而可以初步擬定一些主接線方案。國家方針政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國家實(shí)際狀況，結(jié)合電力工業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)而制定的準(zhǔn)那么，設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵循。結(jié)合對主接線的根本要求，設(shè)計(jì)的主接線應(yīng)供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和開展的余地。設(shè)計(jì)時(shí)，在進(jìn)行論證分析階段，更應(yīng)該辯證的統(tǒng)一供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，以使設(shè)計(jì)的主接線具有先進(jìn)性和可行性。 我國?變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程?對主接線設(shè)計(jì)作了如下規(guī)定： 在滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線。在110~220kv變電所中，當(dāng)出現(xiàn)為2回時(shí)，一般采用橋型接線；當(dāng)出線不超過4回時(shí)，一

25、般采用單母線分段接線；當(dāng)樞紐變電所的出線在4回及以上時(shí)，一般采用雙母線。在35kv變電所中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋型接線；當(dāng)出線為2回以上時(shí)，一般采用單母線分段或單母線接線。出線回路數(shù)和電源數(shù)較多的污穢環(huán)境中的變電所，可采用雙母線接線。在6~10kv變電所中，一般采用單母線接線或單母線分段接線。 旁路設(shè)施可按主接線根本形式中所述的情況設(shè)置。 2.1.3 電氣主接線的設(shè)計(jì)步驟 電氣主接線的設(shè)計(jì)伴隨著發(fā)電廠或變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程根本建設(shè)程序，經(jīng)歷可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)等四個(gè)階段。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度，廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方

26、法和步驟相同。 1、 對原始資料進(jìn)行綜合分析 〔1〕變電所的情況，包括變電所的類型，在電力系統(tǒng)中的地位和作用，近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃容量，近期和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)的連接方式和各級電壓中性點(diǎn)接地方式、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。 〔2〕負(fù)荷情況，包括負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷的原始資料室設(shè)計(jì)主接線的根底數(shù)據(jù)，應(yīng)在電力負(fù)荷預(yù)測的根底上確定，其準(zhǔn)確性直接影響主接線的設(shè)計(jì)質(zhì)量。 〔3〕環(huán)境條件，包括當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸?、污穢、覆冰、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素。這些對主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響，必須予以重視；此外，對重型設(shè)備的運(yùn)輸

27、，也應(yīng)充分考慮。 〔4〕設(shè)備情況。為使所設(shè)計(jì)的主接線可行，必須對各主要電器的性能、制造能力、供貨情況和價(jià)格等資料聚集并進(jìn)行分析比擬，保證設(shè)計(jì)具有先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。 2、 確定主變壓器的容量和臺數(shù) 變電所主變壓器的容量，一般應(yīng)按5~10年規(guī)劃負(fù)荷來選擇，根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定。對重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)1臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在記及過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足Ⅰ類及Ⅱ類負(fù)荷的供電；對一般性變電所，當(dāng)1臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的70﹪至80﹪。 變電所主變壓器的臺數(shù)，對于樞紐變電所在中、低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)的情況下，以設(shè)置2臺主變壓器

28、為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可設(shè)3臺主變壓器，以提高供電可靠性。 3、 主接線方案的擬定與選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的根底上，根據(jù)對電源盒出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等，可擬定出假設(shè)干個(gè)主接線方案。依據(jù)對主接線的根本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保存2～3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比擬。對于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量變電所的主接線，還應(yīng)進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比擬，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行的最終方案。 4、所用電源的引接 確定所用電源的引接方式。 5、 短路電流計(jì)算和

29、主要電氣選擇 對所選的電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算，并選擇合理的電氣設(shè)備。 6、繪制電氣主接線圖 對最終確定的主接線，按工程要求繪制工程圖。 2.2 主接線的根本接線形式及其特點(diǎn) 電氣主接線的型式是多種多樣的，按有無母線可分為有母線型的主接線和無母線型的主接線兩大類。 2.2.1 有母線型的電氣主接線 1、單母線接線及單母線分段接線 〔1〕單母線接線 單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一個(gè)電源獲得電能。各出線回路輸入功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上的傳輸。 單母接線的優(yōu)

30、點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便和采用成套配電裝置。 缺點(diǎn)：①可靠性差。母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長期停電。②調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。 適用范圍：一般只適用于一臺發(fā)電機(jī)或一臺主變壓器的以下三種情況： ① 6～10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回； ② 35～63kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回； ③ 110～220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回。 〔2〕單母分段接線 單母線用分段斷路器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；

31、對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將用戶停電；兩段母線同時(shí)故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開關(guān)分段，任一母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完成即可恢復(fù)供電。 單母線分段接線的缺點(diǎn)是當(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)停電；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。 〔3〕單母線帶旁路母線的接線 為了檢修出線斷路器，但不中斷對該出線的供電，可增設(shè)旁路母線。當(dāng)檢修電源回路斷路器期間不允許斷開電源時(shí)，旁路母線還可以與

32、電源回路連接，此時(shí)還需在電源回路加裝旁路隔離開關(guān)。有了旁路母線，提高了供電的可靠性，但旁路系統(tǒng)造價(jià)昂貴，同時(shí)使配電裝置運(yùn)行復(fù)雜化，另外檢修母線或母線故障期間中斷供電。 2、雙母線接線及分段接線 〔1〕雙母線接線 雙母接線有兩組母線，并且可以互為備用。每一個(gè)電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實(shí)現(xiàn)。由于有了兩組母線，時(shí)運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。 其優(yōu)點(diǎn)主要有：①檢修母線時(shí)不影響正常供電；②檢修任一組母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開此隔離開關(guān)所屬回路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線，其他回路均可通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行

33、；③工作母線發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復(fù)供電；④檢修任一出線斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替檢修的斷路器，回路只需短時(shí)停電；⑤調(diào)度靈活；⑥擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。 缺點(diǎn):①在倒母線的操作過程中，隔離開關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作；②檢修任一回路的斷路器或母線故障時(shí)，仍將短時(shí)停電；③所使用的設(shè)備多〔母線隔離開關(guān)的數(shù)目多〕，并且使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以經(jīng)濟(jì)性能差。 〔2〕雙母線分段接線 為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母線分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。這種接線具有單母線分段和雙母線的特點(diǎn)，較雙母線

34、接線具有更高的可靠性和靈活性。正常運(yùn)行時(shí)工作母線工作，備用母線不工作，它是單母線分段接線方式，當(dāng)一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器先自動跳開，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開，該段母線所連的出線回路停電；隨后，將故障段母線所連的電源回路和出線回路倒至備用母線上，即可恢復(fù)供電，這樣，只是局部短時(shí)停電，而不必短期停電，仍是單母線分段運(yùn)行方式。 雙母線分段接線主要用于大容量進(jìn)出線較多的配電裝置中，如220KV進(jìn)出線達(dá)10～14回時(shí)，就可采用雙母線三分段的接線。在330～500KV的配電裝置中，也有采用雙母線四分段的。 〔3〕雙母線帶旁路母線的接線 為了不停電檢修出線

35、斷路器，雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這種接線運(yùn)行操作方便，不影響雙母線正常運(yùn)行，但多裝了一組斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資和配電裝置的占地面積，然而這對于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。 2.2.2 無母線型的電氣主接線 無母線型的電氣主接線在電源與引出線之間或接線中各元件之間沒有母線連接，常用的有橋型接線、多角形接線和單元接線。 1、橋型接線適用于僅有兩臺變壓器和兩條引出線的發(fā)電廠和變電所中。因此，它不適合本設(shè)計(jì)中對主接線進(jìn)出線的要求。 2、多角形接線沒有集中地母線，相當(dāng)于將單母線用斷路器按電

36、源和引出線的數(shù)目分段，且連接成環(huán)形的接線。這種接線一般適用于最終規(guī)模已確定的110kV及以上的配電裝置中，且以不超過六角形為宜。多角形接線的缺點(diǎn)之一就是擴(kuò)建困難，因此，此接線型式亦不適合本設(shè)計(jì)的要求。 3、單元接線一般適用于只有一臺變壓器和一回線路時(shí)的小容量終端變電所和小容量的農(nóng)村變電所，因此，此接線也不適合本設(shè)計(jì)的要求。 2.3 電氣主接線的選擇 根據(jù)對原始資料的分析以及對主接線的認(rèn)識，現(xiàn)列出以下三種主接線方案。 方案一：220KV、110KV側(cè)側(cè)雙母線帶旁路母線接線，35KV側(cè)單母線分段接線。 220kV進(jìn)出線四回，而雙母接線帶旁路母線使用范圍是110～220KV出線數(shù)為5回及以

37、上時(shí)。滿足主接線的要求。且具備供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。 110kV進(jìn)出線八回，110kV側(cè)出線可向遠(yuǎn)方大功率負(fù)荷用戶供電，其他出線可作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線。根據(jù)條件選擇雙母接線帶旁路母線方式。 35kV進(jìn)出線八回，可向重要用戶采用雙回路供電。選擇單母線分段接線方式。 方案主接線圖如圖2-1所示： 圖2-1 方案一的電氣主接線 方案二：220KV側(cè)雙母線帶旁路接線，110KV、35KV側(cè)單母線帶旁路母線接線。 220kV進(jìn)出線四回，由于本回路為重要負(fù)荷停電對其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的

38、回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價(jià)高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。 110KV、35KV側(cè)單母線帶旁路母線接線，檢修出線斷路器時(shí)，可不中斷對該出線的供電，提高了供電的可靠性。 主接線如圖2-2所示： 圖2-2 方案二的電氣主接線 方案三：220KV側(cè)雙母線帶旁路接線，110KV側(cè)雙母接線、35KV側(cè)單母線分段接線。 主接線如圖2-3所示： 圖2

39、-3 方案三的電氣主接線 現(xiàn)對三種方案列表2-1比擬如下： 表2-1 電氣主接線方案比擬 工程 方案 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性 方案一：220KV、110KV側(cè)雙母帶帶旁路母線接線、35KV側(cè)單母線分段接線 可靠性高 1.檢修、調(diào)試相對靈活； 2.各種電壓級接線都便于擴(kuò)建和開展。 設(shè)備相對多，投資較大，經(jīng)濟(jì)性較差，但對供電可靠性的特殊需要是必要的。 方案二：220KV側(cè)雙母線帶旁路接線，110KV、35KV側(cè)單母線帶旁路母線接線。 1. 可靠性較高； 2. 單母線帶旁路母線接線，檢修母線或母線故障期間中斷供電。 1.靈活性較好； 2.擴(kuò)建方便 1.設(shè)備相對多，

40、投資較大； 2. 旁路系統(tǒng)造價(jià)昂貴，同時(shí)使配電裝置運(yùn)行復(fù)雜化 方案三：220KV側(cè)雙母線帶旁路接線，110KV側(cè)雙母接線、35KV側(cè)單母線分段接線。 1.可靠性高； 2.有兩臺主變壓器工作，保證了在變壓器檢修或故障時(shí)，不致使該側(cè)停電，提高了可靠性。 1.各電壓級接線方式靈活性都好； 2. 各種電壓級接線都便于擴(kuò)建和開展。 1.設(shè)備相對多，投資較大； 2.母線采用雙母線帶旁路，占地面積增加。 綜合考慮三種電氣主接線的可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合實(shí)際情況，確定第一種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。 第3章 主變壓器的選擇 在發(fā)

41、電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本所〔廠〕用的變壓器，稱為站〔所〕用變壓器或自用變壓器。本章是對變電站主變壓器的選擇。 3.1 主變壓器臺數(shù)和容量確實(shí)定 3.1.1 主變壓器臺數(shù)確實(shí)定 主變壓器的臺數(shù)選擇原那么為： 〔1〕對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 〔2〕對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。 〔3〕對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，以便負(fù)荷開展時(shí)，更換變壓器的容量。 根據(jù)

42、以上主變壓器臺數(shù)的選擇原那么以及本設(shè)計(jì)的要求，該變電所裝設(shè)兩臺主變壓器。 3.1.2 主變壓器容量的選擇 1、主變壓器容量確實(shí)定原那么 〔1〕主變壓器容量一般按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷開展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 〔2〕根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%。 〔3〕同級電壓的單臺降

43、壓變壓器容量的級別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。 2、本變電所主變壓器容量確實(shí)定 本設(shè)計(jì)中該地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測情況及開展：2001年負(fù)荷為60MW,負(fù)荷水平增長率為10%。 設(shè)該地區(qū)負(fù)荷的功率因數(shù)為0.9，那么2001年該地區(qū)負(fù)荷的視在功率為：。 根據(jù)該地區(qū)負(fù)荷水平增長率10%，可確定未來5～10年的規(guī)劃負(fù)荷，如2002年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率； 2003年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率； 2004年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率； …… 2021年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率 該地區(qū)未來5～10年的規(guī)劃負(fù)荷情況如表3-1所示。 根據(jù)主變壓器容量確實(shí)定原

44、那么，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%，可以確定單臺變壓器的額定容量。 2001年變電所單臺主變壓器的額定容量: SN =0.7×66.67=46.67(MVA) 5—10年規(guī)劃負(fù)荷： 2006年變電所單臺主變壓器的額定容量: SN-5=0.7×107.37=75.16(MVA) 2021年變電所單臺主變壓器的額定容量: SN-10=0.7×172.92=121(MVA) 綜合考慮以上選擇原那么和本變電所的負(fù)荷情況，確定變電所單臺主變壓器的額定容量： SN=120MVA 。 表3-1 該地區(qū)未來5～10年的規(guī)劃負(fù)荷情況 年份 負(fù)荷

45、2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 P(MW) 60 66 72.6 79.86 87.85 96.63 S(MVA) 66.67 73.33 80.67 88.73 97.61 107.37 年份 負(fù)荷 2007年 2021年 2021年 2021年 2021年 ― P(MW) 106.29 116.92 128.62 141.48 155.62 ― S(MVA) 118.11 129.92 142.91 157.20 172.92 ― 3.2 主變壓器型式的選擇

46、3.2.1 主變壓器相數(shù)的的選擇 選擇主變壓器的相數(shù)，需考慮如下原那么： 1、當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電站，均應(yīng)選用三相變壓器。 2、當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500KV時(shí)，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬后，確定選用三相變壓器、兩臺半容量三相變壓器或單相變壓器組。對于單機(jī)容量為300MW、并直接升壓到500KV的，宜選用三相變壓器。 3、對于500KV變電所，除需考慮運(yùn)輸條件外，尚應(yīng)根據(jù)所供負(fù)荷和系統(tǒng)情況，分析一臺〔或一組〕變壓器故障或停電檢修時(shí)對系統(tǒng)的影響。尤其在建所初期，假設(shè)主變壓器為一組時(shí)，當(dāng)一臺單相變壓器故障，會使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_

47、三相變壓器，那么不會造成所停電。為此要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。 在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是否需要備用相。對于容量、阻抗、電壓等技術(shù)參數(shù)相同的兩臺或多臺主變壓器，首先應(yīng)考慮共用一臺備用相。備用相是否需要采用隔離開關(guān)和切換母線與工作相相連接，可根據(jù)備用相在替代工作相的投入過程中，是否允許較長時(shí)間停電和變電所的布置條件等工程具體情況確定之。 根據(jù)以上選擇原那么以及原始資料分析，本變電站選用三相變壓器作為主變壓器。 3.2.2繞組數(shù)量和連接方式的選擇 在具有三種電壓等級的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均到達(dá)該變壓器額定容量的15%以上

48、，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器一般選用三繞組變壓器。 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否那么不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組多采用丫連接；35KV亦采用丫連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35KV以下電壓，變壓器繞組多采用△連接。由于35KV采用丫連接方式，與220、110系統(tǒng)的線電壓相位角為0，這樣當(dāng)變壓變比為220/110/35KV，高、中壓為自耦連接時(shí)，否那么就不能與現(xiàn)有35KV系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個(gè)或兩個(gè)繞組全星接線的變壓器，全國

49、投運(yùn)這類變壓器約40～50臺。 本設(shè)計(jì)中變電所具有三種電壓等級，即220kV、110kV和35kV，需選用三繞組變壓器，變壓器繞組的連接方式為丫/丫/△。 3.3主變壓器的選擇結(jié)果 查?電力工程電氣設(shè)備手冊：電氣一次局部?，選定變壓器的額定容量為120MVA。這里選擇三繞組變壓器，所選變壓器的技術(shù)參數(shù)如下所示： 型號：SFPS7-120000/220 額定容量(kVA)：120000 額定電壓〔kV〕: 高壓—220±2×2.5%±4×2.5% ； 中壓—121 ； 低壓—38.5 連接組標(biāo)號：YN/yn0/d11 空載損耗(kW)：129 負(fù)載損耗〔kW〕：高-中：

50、477；高-低：150；中-低：102 阻抗電壓〔%〕： 高-中：14；高-低：23；中-低：7.2 空載電流〔%〕：0.5 所以選擇兩臺SFPS7-120000/220 型變壓器為主變壓器。 第4章 短路電流計(jì)算 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)及各元件〔即發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等〕的電抗，采用標(biāo)幺值計(jì)算。 在為選擇電氣設(shè)備而進(jìn)行的短路電流計(jì)算中，如果系統(tǒng)阻抗〔即等值電源阻抗〕不超過短路回路總阻抗的5%～10%，就可以不考慮系統(tǒng)阻抗，將系統(tǒng)作為“無限大〞電力系統(tǒng)處理，按這種假設(shè)所求得的短路電流雖較實(shí)際值偏大一些，但不會引起顯著誤差以致影響所選電氣設(shè)備的型式。另外，由于按無限大電力系

51、統(tǒng)計(jì)算得到的短路電流是電氣裝置所通過的最大短路電流，因此，在初步估算裝置通過的最大短路電流或缺乏必需的系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，都可認(rèn)為短路回路所接的電源容量是無限大電力系統(tǒng)。 由于在本設(shè)計(jì)的原始資料中未提及220kV系統(tǒng)、110kV系統(tǒng)的電源容量和等值電源內(nèi)阻抗，因此，可近似將系統(tǒng)看作無限大電源系統(tǒng)。 4.1 電路各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算 1、主變壓器的各繞組電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下： 取，，那么 2、系統(tǒng)的綜合電抗標(biāo)幺值計(jì)算： 220kV系統(tǒng)短路容量為，110kV系統(tǒng)短路容量為,那么可求得兩系統(tǒng)的綜合電抗標(biāo)幺值： 變電所簡化電路圖如以下圖所示：

52、 圖4-1 簡化電路圖 4.2 三相短路電流計(jì)算 4.2.1 220KV母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算： 系統(tǒng)的等效電路圖如圖4-2所示。 〔a〕 (b) (c) (d) (e) 圖4-2

53、等效電路圖及簡化過程 因?yàn)槭菬o限大電源容量系統(tǒng)，所以次暫態(tài)短路電流為： 有名值為： 沖擊電流瞬時(shí)值： 短路電流的最大有效值： 短路容量： 4.2.2 110KV母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算： 等效電路圖及簡化過程如圖4-3所示。 〔a〕 (b) (c) 圖4-3等效電路圖及簡化過程圖 因?yàn)槭菬o限大電源容量系統(tǒng)，所以次暫態(tài)短路

54、電流為： 沖擊電流瞬時(shí)值： 短路電流的最大有效值： 短路容量： 4.2.3 35KV母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算： 等效電路圖及簡化過程如圖4-4所示。 〔a〕 〔b〕 (c) (d) 圖4-4 等效電路圖及簡化過程圖 沖擊電流： 短路電流的最大有效值： 短路容量： 短路電流計(jì)算結(jié)果列表于下： 表4-1 短路計(jì)算結(jié)果表〔有名值〕 短路點(diǎn)

55、 基準(zhǔn)電壓 (kV) 短路電流 (kA) 沖擊電流 (kA) 短路容量 (MVA) K1 230 15.14 38.54 6030 K2 115 9.60 24.44 1912 K3 37 17.85 45.44 1144 4.3 兩相短路電流計(jì)算 主要進(jìn)行兩相直接短路時(shí)的短路電流計(jì)算。 1、 220KV母線發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流計(jì)算： 設(shè)系統(tǒng)中K1點(diǎn)發(fā)生b、c兩相直接短路，那么故障處的短路電流： 2、110KV母線發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流計(jì)算： 設(shè)系統(tǒng)中K2點(diǎn)發(fā)生b、c兩相直接短路，那么故障處的短路電流： 3、35KV母線

56、發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流計(jì)算： 設(shè)系統(tǒng)中K3點(diǎn)發(fā)生b、c兩相直接短路，那么故障處的短路電流： 第5章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置到達(dá)平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證平安、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇適宜的電氣設(shè)備。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的根本要求確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)動、熱穩(wěn)定性。 本設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選

57、擇、避雷器的選擇，導(dǎo)線的選擇。 電氣設(shè)備選擇的一般原那么： 〔1〕應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景開展； 〔2〕應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； 〔3〕應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； 〔4〕與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； 〔5〕同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； 〔6〕擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號一致； 〔7〕選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 技術(shù)條件： 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。同時(shí)，所選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備應(yīng)按短路條件下進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。各種高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件如下表5-1所示： 表5-

58、1 高壓電器技術(shù)條件 序號 電器名稱 額定 電 壓 〔kA〕 額定 電 流 (A 額定 容 量 (kVA) 機(jī)械 荷 載 (N) 額定開 斷電流 (kA) 短路穩(wěn)定性 絕緣水 平 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 1 斷路器 √ √ √ √ √ √ √ 2 隔離開關(guān) √ √ √ √ √ √ 3 組合電器 √ √ √ √ √ √ 4 負(fù)荷開關(guān) √ √ √ √ √ √ 5 熔斷器 √ √ √ √ √ √ 6 電流互感器 √ √ √

59、 √ √ √ 7 電壓互感器 √ √ √ 8 電抗器 √ √ √ √ √ √ 9 消弧線圈 √ √ √ √ √ 10 避雷器 √ √ √ √ 11 封閉電器 √ √ √ √ √ √ √ 12 穿墻套管 √ √ √ √ √ √ 13 絕緣子 √ √ √ √ 5.1 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并在經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比擬后才能確定。

60、根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，現(xiàn)一般選用真空、SF6、少油和壓縮空氣等斷路器作為10kV～220kV的開關(guān)電器。 表5-2 高壓斷路器、隔離開關(guān)的選擇及其校驗(yàn)工程 工程 額定電壓 額定電流 開斷電流 額定關(guān)合電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 高壓斷路器 隔離開關(guān) ― ― 同樣，隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)條件與斷路器相同，其型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬后確定。 5.1.1 220kV主變、出線側(cè) 1、主變斷路器的選擇與校驗(yàn) 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 具體選擇及校驗(yàn)過程如下： 〔

61、1〕額定電壓選擇： 〔2〕額定電流選擇： 〔3〕額定開斷電流選擇： 選擇LW6—220/2500，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表5-3 LW6—220/2500技術(shù)參數(shù)表 型號 額定工作電壓(kV) 最高工作電壓(kV) 額定電流〔A〕 額定開斷電流〔kA〕 額定關(guān)合電流〔峰值〕〔kA〕 4s熱穩(wěn)定電流〔kA〕 額定動穩(wěn)定電流〔峰值〕〔kA〕 額定開斷時(shí)間(s) 固有分 閘時(shí)間(s) LW6-220/2500 220 252 2500 40 100 40 100 0.06 0.036 〔4〕熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t> Qk 設(shè)主保護(hù)和后備保護(hù)

62、的動作時(shí)間為0s和1.5s 。 熱穩(wěn)定電流計(jì)算時(shí)間： 因?yàn)槭菬o限大電源系統(tǒng)，所以 可知 It2t> ，滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 〔5〕動穩(wěn)定校驗(yàn)： 因?yàn)? 所以滿足動穩(wěn)定校驗(yàn)。 具體參數(shù)如下表： 表5-4 具體參數(shù)表 計(jì)算數(shù)據(jù) LW6—220/2500 220kV 220kV 330.66A 2500A 15.14kA 40 kA 38.54kA 100 kA 357.58 6400 38.54kA 100 kA 由表可知，所選斷路器滿足

63、要求。 2、出線斷路器的選擇與校驗(yàn) 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流： 由上表可知LW6—220/2500同樣滿足出線斷路器的選擇。 其熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算與主變側(cè)相同。 其具體參數(shù)如下表： 表5-5 具體參數(shù)表 計(jì)算數(shù)據(jù) LW6—220/2500 220kV 220kV 629.84A 2500A 15.14kA 40 kA 38.54kA 100 kA 357.58 6400 38.54kA 100 kA 由表可知，所選斷路器滿足選擇要求。

64、 3、主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)過程如下： 〔1〕額定電壓選擇： 〔2〕額定電流選擇： 選擇GW6—220D/2000，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表5-6 GW6—220D/2000技術(shù)參數(shù)表 型號 額定 電壓 kV 額定 電流 A 3s 熱穩(wěn)定電流〔kA〕 動穩(wěn)定電 流峰值〔kA〕 GW6—220D/2000 220 2000 40 100 〔3〕熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，﹥=357.58 所以，滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 〔4〕動穩(wěn)定校驗(yàn)：=100kA ＞=38.54kA ,所以，滿足動穩(wěn)定校驗(yàn)要求。 表5-7 具體參數(shù)如下表 計(jì)算數(shù)據(jù) GW6—220D/2000

65、 220kV 220kV 330.66A 2000A 357.54 38.54kA 100 kA 由表可知，所選隔離開關(guān)滿足選擇要求。 4、出線隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)： 流過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流： 由上表可知，GW6—220D/2000同樣滿足出線隔離開關(guān)的選擇要求。 其熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗(yàn)與主變側(cè)隔離開關(guān)的校驗(yàn)相同。 具體參數(shù)如下表： 表5-8 具體參數(shù)如下表 計(jì)算數(shù)據(jù) GW6—220D/2000 220kV 220kV 629.84A 2000A 357.54 3

66、8.54kA 100 kA 由表可知，所選隔離開關(guān)滿足選擇要求。 5、 母聯(lián)、旁路斷路器及隔離開關(guān)的選擇 由于220KV母聯(lián)、旁路斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與主變2200KV側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，應(yīng)選用相同的設(shè)備，而且動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)亦滿足要求。所以選用LW6—220/2500型六氟化硫斷路器和GW6—220D/2000型隔離開關(guān)。 5.1.2 110kV主變、出線側(cè) 1、主變斷路器的選擇與校驗(yàn) 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流： 具體選擇及校驗(yàn)過程如下： 〔1〕額定電壓選擇： 〔2〕額定電流選擇： 〔3〕額定開端電流選擇： 選擇LW14—110/2000，技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示： 表5-9 技術(shù)數(shù)據(jù)表 型號 額定工作電壓(kV) 最高工作電壓(kV) 額定電流〔A〕 額定開斷電流〔kA〕 額定關(guān)合電流〔峰值〕〔kA〕 3s熱穩(wěn)定電流〔kA〕 額定動穩(wěn)定電流〔峰值〕〔kA〕 全開斷時(shí)間 (s) 固有分閘時(shí)間(s) LW14-110/2000 110 126 2000 31.5 80 31.5 80 0.05