ZY市110KV變電站一次部分設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) [論 文]
題目：ZY市110KV變電站一次部分
設(shè)計(jì)
系 別：電氣與電子工程系
專 業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
任 務(wù) 書
題 目
ZY市110KV變電站一次部分設(shè)計(jì)
系 別
電氣與電子工程系
?！I(yè)
電氣自動(dòng)化
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
發(fā)放日期
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
一、主要任務(wù)與目標(biāo)：
省電力公司號(hào)文件關(guān)于ZY市郊110KV變電所設(shè)計(jì)任務(wù)
其電力系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖 （圖1.1）
附注：1°圖中，系統(tǒng)容量、系統(tǒng)阻抗均相當(dāng)于最大運(yùn)行方式；
2°最小運(yùn)行方式下： S1=1300MVA Xs1=0.65
S2=170MVA Xs2=0.75
3°系統(tǒng)可保證本所110KV母線電壓波動(dòng)在±5％以內(nèi)。
隨著ZY市經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展及人民群眾生活的日益提高和改善，新企業(yè)、新用戶用電量和大大增加，用電質(zhì)量要求不斷地提高，因此為了搞好本市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展以及滿足人民群眾生活的需要，在位于本市市郊建立110KV變電所已經(jīng)成為必然，它向市區(qū)工業(yè)、生活及郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)與農(nóng)戶供電，以滿足不同用戶用電的需求。
電壓等級(jí)：110/35/10KV
線路回路數(shù)： 110KV近期2回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；
35KV近期5回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；
10KV近期12回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回。
二、主要內(nèi)容與基本要求：
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
1．變電所總體分析；
2．負(fù)荷分析計(jì)算與主變壓器選擇；
3．電氣主接線設(shè)計(jì)；
4．短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇；
5．配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計(jì)；
6．防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙
(1)電氣主接線設(shè)計(jì)
(2)電氣總平面布置圖
(3)配電裝置平面布置圖、間隔斷面圖
(4)避雷針平面布置及保護(hù)范圍圖
三、計(jì)劃進(jìn)度：
第七周：發(fā)放畢業(yè)論文任務(wù)書，查找資料
第八周：負(fù)荷分析計(jì)算與主變壓器選擇
第九周: 電氣主接線設(shè)計(jì)
第十周: 短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇
第十一周：配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計(jì)
第十二周：防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，整理畢業(yè)論文。
四、主要參考文獻(xiàn)：
1.中國電力出版社 夏道止 《電力系統(tǒng)分析》
2.中國電力出版社 范錫普《發(fā)電廠電氣部分》
3.重慶大學(xué)出版社 馬永翔《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》
4.變電所設(shè)計(jì)（10-220KV）.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.
5.變電所所址選擇和布置. 水利電力出版社.
6.《電力設(shè)計(jì)工程電氣設(shè)備手冊(cè)（電氣一次部分上、下）
7.中國電力出版社 戴紹基 《建筑供配電與照明》
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
教研室審核意見：
（建議就任務(wù)書的規(guī)范性；任務(wù)書的主要內(nèi)容和基本要求的明確具體性；任務(wù)書計(jì)劃進(jìn)度的合理性；提供的參考文獻(xiàn)數(shù)量；是否同意下達(dá)任務(wù)書等方面進(jìn)行審核。）
教研室主任簽名：
年 月 日
注：任務(wù)書必須由指導(dǎo)教師和學(xué)生互相交流后，由指導(dǎo)老師下達(dá)并交教研室主任審核后發(fā)給學(xué)生，最后同學(xué)生畢業(yè)論文等其它材料一起存檔。
成績(jī)?cè)u(píng)定·
成績(jī)?cè)u(píng)定說明
一、答辯前每個(gè)學(xué)生都要將自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在指定的時(shí)間內(nèi)交給指導(dǎo)，
教師，由指導(dǎo)教師審閱，寫出評(píng)語并預(yù)評(píng)分。
二、答辯工作結(jié)束后，答辯小組應(yīng)舉行專門會(huì)議按學(xué)校統(tǒng)一的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)分辦
法，在參考指導(dǎo)教師預(yù)評(píng)結(jié)果的基礎(chǔ)上，評(píng)定每個(gè)學(xué)生的成績(jī)。系對(duì)專業(yè)答
辯小組提出的優(yōu)秀和不及格的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），要組織系級(jí)答辯,最終確定
成績(jī)，并向?qū)W生公布。
三、各專業(yè)學(xué)生的最后成績(jī)應(yīng)符合正態(tài)分布規(guī)律。
四、具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和辦法見《平頂山工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作條例》中附錄2。
五、答辯小組評(píng)分包括兩部分：（1）學(xué)生答辯情況的得分和評(píng)閱教師評(píng)分；（2）指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)分
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定
班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)
綜合成績(jī)： 分（折合等級(jí) ）
答辯小組組長(zhǎng)簽字 年 月 日
·答辯小組評(píng)定意見·
一、評(píng)語（根據(jù)學(xué)生答辯情況及其論文質(zhì)量綜合評(píng)定）。
二、評(píng)分（按下表要求評(píng)定）
評(píng)分項(xiàng)目
答 辯 小 組 評(píng) 分
評(píng) 閱 教 師 評(píng) 分
合計(jì)
（40分）
完成任務(wù)
情 況
（5分）
畢業(yè)設(shè)計(jì)
（論文）質(zhì)量
（5分）
表達(dá)情況
（5分）
回答問題
情 況
（5分）
質(zhì) 量
（正確性、條理性、創(chuàng)造性、實(shí)用性）
（10分）
成果的技術(shù)水平（科學(xué)性、系統(tǒng)性）
（10分）
答辯小組成員簽字
年 月 日
畢業(yè)答辯說明
1、答辯前，答辯小組成員應(yīng)詳細(xì)審閱每個(gè)答辯學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），為答辯做好準(zhǔn)備，并根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)給出實(shí)際得分。
2、嚴(yán)肅認(rèn)真組織答辯，公平、公正地給出答辯成績(jī)。
3、指導(dǎo)教師應(yīng)參加所指導(dǎo)學(xué)生的答辯，但在評(píng)定其成績(jī)時(shí)宜回避。
4、答辯中要有專人作好答辯記錄。
·指導(dǎo)教師評(píng)定意見·
一、對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的學(xué)術(shù)評(píng)語（應(yīng)具體、準(zhǔn)確、實(shí)事求是）：
簽字：
年 月 日
二、對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)分[按下表要求綜合評(píng)定]。
（1）理工科評(píng)分表
評(píng)分項(xiàng)目
（分值）
工作態(tài)度
與 紀(jì) 律
（10分）
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成任務(wù)情況與水平
（工作量與質(zhì)量）
（20分）
獨(dú) 立
工作能力
（10分）
基礎(chǔ)理論和
基本技能
（10分）
創(chuàng) 新
能 力
（10分）
合 計(jì)
（60分）
得分
（2）文科評(píng)分表
評(píng)分項(xiàng)目
（分值）
文獻(xiàn)閱讀與文獻(xiàn)綜述
（10分）
外文翻譯
（10分）
論文撰寫質(zhì)量
（10分）
學(xué)習(xí)態(tài)度
（10分）
學(xué)術(shù)
水平
（20）
論證能力與創(chuàng)新
（40分）
合 計(jì)
（100分）
得分
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
附圖2
系 別
設(shè)計(jì)名稱
ZY市110KV變電站一次部分設(shè)計(jì)
專 業(yè)
班級(jí)
電氣一次主接線圖
指導(dǎo)教師
學(xué)號(hào)
日 期
姓名
目錄
摘 要………………………………………………………………………………A
Abstract……………………………………………………………………………B
第一章 變電站總體分析…………………………………………………………1
1.1設(shè)計(jì)依據(jù)…………………………………………………………………………1
1.2建站的必要性……………………………………………………………………1
1.3規(guī)模設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………1
1.4所設(shè)計(jì)變電站的總體分析………………………………………………………1
第二章 負(fù)荷計(jì)算…………………………………………………………………2
2.1原始資料分析……………………………………………………………………2
2.2負(fù)荷計(jì)算的方法……………………………………………………………………………2
2.3負(fù)荷計(jì)算……………………………………………………………………………………2
第三章 主接線設(shè)計(jì)………………………………………………………………4
3.1 主變的選擇………………………………………………………………………4
3.2 主接線設(shè)計(jì)………………………………………………………………………7
3.3 變壓器中性點(diǎn)接地方式和中性點(diǎn)設(shè)計(jì)………………………………………11
3.4 無功補(bǔ)償………………………………………………………………………12
第四章 配電裝置平面的設(shè)計(jì)…………………………………………………16
4.1各種配電裝置的特點(diǎn)…………………………………………………………16
4.2配電裝置的型式選擇…………………………………………………………16
第五章 短路電流的計(jì)算………………………………………………………18
5.1 短路計(jì)算的目的………………………………………………………………………18
5.2 任務(wù)………………………………………………………………………………………18
5.3基本假設(shè)…………………………………………………………………………………18
5.4 短路電流計(jì)算的一般要求……………………………………………………………18
5.5 參數(shù)計(jì)算…………………………………………………………………………………19
第六章 電氣選擇及校驗(yàn)………………………………………………………………23
6.1 電氣設(shè)備選擇的主要任務(wù)……………………………………………………………23
6.2 選擇導(dǎo)體和電器的一般原則………………………………………………………23
6.3 選擇導(dǎo)體和電器的技術(shù)條件………………………………………………………23
6.4選擇結(jié)果………………………………………………………………26
第七章 繼電保護(hù)……………………………………………………………………29
7.1 繼電保護(hù)配置………………………………………………………………29
7.2 母線的保護(hù)配置………………………………………………………31
7.3 輸電線路保護(hù)配置…………………………………………………31
7.4變壓器成套自動(dòng)保護(hù)裝置…………………………………………………32
7.5母線成套自動(dòng)保護(hù)裝置…………………………………………………32
7.6輸電線路成套自動(dòng)保護(hù)裝置…………………………………………………34
第八章 避雷保護(hù)…………………………………………………………………………35
8.1雷害的主要來源………………………………………………………………………35
8.2防雷設(shè)計(jì)的原則………………………………………………………………………35
8.3避雷針保護(hù)應(yīng)注意的問題……………………………………………………………36
8.4防雷電波設(shè)計(jì)和防雷計(jì)算…………………………………………………………38
致 謝…………………………………………………………………………………………41
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………42
附 錄 一 負(fù)荷計(jì)算表
附 錄 二 電氣主接線圖
附 錄 三 電氣總平面布置圖
附 錄 四 配電裝置平面布置圖
附 錄 五 主變間隔斷面圖
摘 要
本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，并通過對(duì)負(fù)荷資料的分析，從安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110KV、35KV、10kV以及站用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)，其次，對(duì)高壓熔斷器，隔離開關(guān)，母線，電壓互感器，電流互感器等進(jìn)行了選型和校驗(yàn)，并依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，對(duì)所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗(yàn)，確定方案中的保護(hù)。其中變壓器保護(hù)包括保護(hù)原理分析，主保護(hù)采用的是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)，兩者結(jié)合做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，后備保護(hù)是復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過電流保護(hù)。母線保護(hù)包括保護(hù)原理分析，采用了完全電流差動(dòng)保護(hù)，簡(jiǎn)單可靠。最后，對(duì)變電站進(jìn)行防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，從而完成了110kV電氣一次部分的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：變電站 變壓器 主接線 短路電流計(jì)算 繼電保護(hù)
Abstract
The This text the first according to the system and the circuits and all the parameters of the burdens that the mission in the book give, and pass to the consider towards carrying the data analytical, safety, the economic and the dependable sex aspect, made sure the 110 KV, 35KV,10 KV and the stood to use the electricity of lord connect line, then again made sure the main transformer set through the burden calculation and the power supply scopes number, capacity and model number, also made sure that the station uses the capacity and model numbers of the transformer, the next in order, break the machine to the high pressure , insulate the switch, female line, electric voltage with each other the feeling machine, electric current with each other the feeling machine etc. carries to choose the type and schools to check, Among them transformer protection include protection principle analysis, protection complete calculate and delicate extent checkout, central protection is lengthways associated differential protection and gas protection, both combine to attain advantage to with each other repair, spare protection is compound electric voltage start conduct electricity to flow protection. generatrix line protection include protection principle analysis, adoption complete differential electric current protection, simple credibility.，end, carried on to the main transformer and transformer substation after the electricity protection design, thus completed the 110 kV electricity once part of design.
Keyword: Transformer substation, transformer, the lord connects the line, short-circuit electric current calculation，relay protection。
第1章 變電站總體分析
1.1設(shè)計(jì)依據(jù)
根據(jù)省電力公司XX號(hào)文件，關(guān)于ZY變電所設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定。
1.2建站的必要性
ZY市是一個(gè)新興的城市，其工業(yè)發(fā)展相當(dāng)迅速，原系統(tǒng)的電力供給已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。為此，急需建立新的變電站以適應(yīng)新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)。建成的變電所將滿足市區(qū)工業(yè)、生活及郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與農(nóng)業(yè)用戶的用電需要。
1.3 規(guī)模設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)的變電所為110KV變電所，由3個(gè)電壓等級(jí)110/35/10KV,分兩期完成工程；
進(jìn)出線回路數(shù)：110KV，近期2回，遠(yuǎn)景2回；
35KV，近期5回，遠(yuǎn)景2回；
10KV，近期12回，遠(yuǎn)景2回。
1.4 所設(shè)計(jì)變電站的總體分析
變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)主要包含：負(fù)荷的分析計(jì)算、變壓器的選型、主接線的設(shè)計(jì)、無功補(bǔ)償、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選型和校驗(yàn)、母線的選擇和校驗(yàn)等有關(guān)知識(shí)以及繼電保護(hù)。
第二章 負(fù)荷計(jì)算
2.1 原始資料分析
由負(fù)荷資料知，35KV、10KV兩個(gè)電壓等級(jí)上有負(fù)荷，110KV近期無負(fù)荷。其中，35KV的負(fù)荷中有耐火廠和水泥廠等重要的工業(yè)負(fù)荷。其負(fù)荷組成Ⅰ、Ⅱ類達(dá)15%左右，若斷電將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)。而10KV的負(fù)荷中有棉紡廠、印染廠、橡膠廠、柴油機(jī)廠等Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷組成較高的負(fù)荷，因而需要保證供電的可靠性；同時(shí)，由于10KV承擔(dān)著市區(qū)的供電，市區(qū)的一些用戶如醫(yī)院、交通調(diào)度等單位對(duì)電力供應(yīng)的可靠性要求也是極高的，故而在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡力保證供電的可靠性。
2.2 負(fù)荷計(jì)算的方法
本設(shè)計(jì)計(jì)算采用較簡(jiǎn)單的需要系數(shù)法。
2.3負(fù)荷計(jì)算
綜合最大計(jì)算負(fù)荷：
K—同時(shí)系數(shù)，對(duì)于出線回?cái)?shù)較少的情況，可取0.9~0.95,出線回?cái)?shù)較多時(shí)，取0.85~0.9;
%—線損，取5%；
對(duì)35KV近期:
=MVA
遠(yuǎn)期：
=
=18.84MVA
10KV近期：
=+
=21.03MVA
遠(yuǎn)期：
=0.85 =30.58MVA
綜上：
近期負(fù)荷：MVA
遠(yuǎn)期負(fù)荷：MVA
第三章 主接線設(shè)計(jì)
3.1 主變的選擇
滿足以下基本要求：(1) 運(yùn)行的可靠；(2) 具有一定的靈活性：(3)操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便；(4) 經(jīng)濟(jì)上合理；（5）應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性
3.1.1 主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇
主變的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜安裝兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上的主變壓器。如果變電所可從中低壓側(cè)電網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時(shí)，宜可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于全部負(fù)荷的60%，并應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷。具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側(cè)線圈的功率均達(dá)到該變壓器容量的25%以上，主變壓器宜采用三線圈變壓器。對(duì)大城市郊區(qū)的依次變電所在中低壓構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下裝兩臺(tái)。對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所應(yīng)考慮裝三臺(tái)的可能。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)以便主變發(fā)展時(shí)更換。電力潮流變化大和電壓偏移大的變電所，如經(jīng)計(jì)算普通變壓器不能滿足電力系統(tǒng)和用戶對(duì)電壓質(zhì)量的要求時(shí)，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。降壓變電所變壓器的容量、臺(tái)數(shù)、相數(shù)，繞組數(shù)及阻抗等主要規(guī)范的選擇應(yīng)根據(jù)電力負(fù)荷發(fā)展及潮流變化，結(jié)合系統(tǒng)短路電流，系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)繼電保護(hù)，對(duì)通信線路的危險(xiǎn)影響，調(diào)相調(diào)壓設(shè)備制造及運(yùn)輸?shù)染唧w條件進(jìn)行。同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器的級(jí)別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化。
3.1.2 容量選擇計(jì)算
按以上條件應(yīng)選兩臺(tái)主變壓器，容量的選擇條件是其中，由前面計(jì)算結(jié)果按遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)算：
=22.24MVA
基于本變電站的情況，由國家標(biāo)準(zhǔn)容量系列R標(biāo)準(zhǔn)，宜選容量為31.5MVA的變壓器。
以一臺(tái)變壓器停運(yùn)檢修時(shí)，保證Ⅰ、Ⅱ級(jí)負(fù)荷不斷電，按近期校驗(yàn)：
，
；
帶入數(shù)據(jù):
,滿足；
++=18.15MVA，滿足；
3.1.3 主變型式的選擇
1）相數(shù)選擇
由文獻(xiàn)【2，5-2】“主變形式的選擇”可知：
當(dāng)不受運(yùn)輸條件制約，在330KV以下的發(fā)電廠和變電所均應(yīng)選用三相變壓器。
本所為110KV變電所且交通便利，故采用三相變壓器。
2）繞組數(shù)量和連接組別
由文獻(xiàn)【2，5-2】：
在具有三種電壓等級(jí)的變電所中，如通過主變各側(cè)繞組的功率達(dá)到該變?nèi)萘康?5%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)主變宜采用三繞組變壓器；
3）繞組連接方式：我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y連接；35KV亦采用Y接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地；35KV以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。
35KV側(cè)：=4.725,考慮到未來發(fā)展和系統(tǒng)負(fù)荷自身的波動(dòng)近似滿足，但運(yùn)行單位應(yīng)注意通過經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式降低近期因空載引起的較大損耗；
10KV側(cè)：，滿足。
按ZY變電站情況，可采用三繞組變壓器，其接線組別宜采用110KV：Y接，中性點(diǎn)直接接地；35KV：Y接，中性點(diǎn)不直接接地；10KV：因在一個(gè)變壓器中必須有一個(gè)△接來消除三次諧波，可采用△接。
4）調(diào)壓方式
由文獻(xiàn)【2，5-3】：
對(duì)于110KV及以下的變壓器，宜考慮至少有一級(jí)調(diào)壓的變壓器。對(duì)于ZY 變電站的主變，可在高、中壓側(cè)進(jìn)行有載調(diào)壓。
5）容量比
對(duì)于降壓變，有國標(biāo)，容量組合有兩種可供選擇100/100/100，100/100/50，由于變電所10KV側(cè)為主要負(fù)荷，且兩種的造價(jià)相近。顯然，選100/100/100為宜。
3.1.4主變阻抗選擇
由文獻(xiàn)【2，5-3】，阻抗的選擇原則：
各側(cè)阻抗值的選擇必須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流方向、無功分配、繼點(diǎn)保護(hù)、短路電流、系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運(yùn)行等方面進(jìn)行綜合考慮；并應(yīng)以對(duì)工程起決定性作用的因素來確定。對(duì)于三繞組的普通型和自耦變，其最大阻抗放在高、中壓側(cè)還是高、低壓側(cè)需按前條確定。
目前，我國過內(nèi)生產(chǎn)的變壓器有“升壓型”和“降壓型”兩種：“升壓型”的繞組排列順序?yàn)樽澡F芯向外依次為中、低、高，所以高、中壓側(cè)阻抗最大；“降壓型”的繞組排列順序?yàn)椋旱?、中、高，所以高、低壓?cè)阻抗最大。
根據(jù)ZY 變的實(shí)際情況，宜選降壓型。
3.1.5冷卻方式
對(duì)于110KV變壓器，由于容量不大，采用自然油強(qiáng)迫空氣冷卻，即風(fēng)冷式。
3.1.6是否采用自耦變
自耦變因?yàn)槠淙@組之間不僅有磁的聯(lián)系，還有電的聯(lián)系，所以中性點(diǎn)必須接地，多用于220KV及以上變電所，發(fā)電機(jī)升壓及聯(lián)絡(luò)變壓器。在35kv,10kv電壓等級(jí)均采用中性點(diǎn)不解地形式。而且它經(jīng)小阻抗接地，短路電流大，造成設(shè)備選擇困難和對(duì)通信線路的危險(xiǎn)干擾，且考慮到現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)等問題，不采用自耦變壓器。
3.1.7各側(cè)額定電壓選擇
110KV側(cè)：110KV為受端，選110KV；35KV、10KV，選+10%即38.5、11KV。
3.1.8中性點(diǎn)絕緣問題
在110KV及以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)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)為中性點(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。
綜上所述，選用2臺(tái)容量31.5MVA型號(hào)為SFSZ9—31500/110的主變壓器。
由文獻(xiàn)【4】，P136表2-1-43綜合后
選擇變壓器型號(hào)為SFSZ9-31500/110
調(diào)壓范圍
3.2 主接線設(shè)計(jì)
3.2.1設(shè)計(jì)原則
主接線設(shè)計(jì)代表了變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響運(yùn)行的可靠性，靈活性，并對(duì)電器選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和控制方式的抑定都有決定性的關(guān)系，對(duì)電氣主接線的基本要求，概括的說包括可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針，政策，技術(shù)規(guī)定為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠，調(diào)度靈活，滿足多項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行維護(hù)方便，盡可能節(jié)省投資，就地取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件先進(jìn)性和可靠性，堅(jiān)持可靠，先進(jìn)，適用，經(jīng)濟(jì)，美觀的原則。
由文獻(xiàn)【2】，“主接線設(shè)計(jì)原則”
發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用
電力系統(tǒng)的變電所有樞紐變電所、地區(qū)重要變電所和一般變電所三種類型。系統(tǒng)樞紐變電所匯集多個(gè)大電源，進(jìn)行系統(tǒng)功率交換和向中壓供電，電壓為330~500KV；地區(qū)重要變電所，電壓為220~330KV;一般變電所，多為終端和分支變電所、電壓為110KV，但也有220KV.
變電站依據(jù)5~10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般裝設(shè)兩臺(tái)(組)變壓器；當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，330～500KV樞紐變也可以裝設(shè)3～4臺(tái)(組)變壓器；終端或分支變電所如只有一個(gè)電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變。
負(fù)荷大小和重要性
對(duì)于Ⅰ級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部Ⅰ級(jí)負(fù)荷不間斷供電；
對(duì)于Ⅱ級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分的Ⅱ級(jí)負(fù)荷供電；
對(duì)于Ⅲ級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。
3.2.2各電壓等級(jí)的主接線設(shè)計(jì)
110KV的接線形式
出線回路數(shù)有4回，根據(jù)規(guī)范可采用單母線分段或單母線分段帶旁母。
表3.1 110KV方案對(duì)比
單母線分段
單母線分段帶旁母
供電可靠性
不帶旁母，當(dāng)檢修斷路器時(shí)須對(duì)用戶停電，但是由于使用的SF6短路器無故障工作時(shí)間很長(zhǎng)，所以認(rèn)為單母分段也有不錯(cuò)的供電可靠性。
由于使用了旁路母線，當(dāng)檢修斷路器不會(huì)對(duì)用戶停電，使用的SF6斷路器使供電可靠性很高。
運(yùn)行靈活性
接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行操作方便，且有利于擴(kuò)建
接線相對(duì)復(fù)雜，調(diào)度靈活。
節(jié)約投資
單母分段占地面積少，土建投資相對(duì)較小隔離開關(guān)的用量也小，總體投資都小于單母分段帶旁母，較經(jīng)濟(jì)。
占地面積較大，土建投資大，所用的隔離開關(guān)多，較單母分段投資較高。
ZY市郊變?yōu)榈貐^(qū)性變電所，而由于其負(fù)荷的重要性，考慮到占地和經(jīng)濟(jì)性的要求，110KV選用單母線分段，采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線形式。
35KV的接線形式
出線回路數(shù)為7回，根據(jù)上述規(guī)范采用單母線分段。
表3.2 35KV方案對(duì)比
單母線分段
單母線分段帶旁母
供電可靠性
重要用戶可以從不同分段引線，當(dāng)一條母線發(fā)生故障時(shí)還能保證另一條母線的正常供電，供電可靠性較高。
加裝旁路母線后，當(dāng)出線斷路器故障或檢修時(shí)，可避免對(duì)此回路停電，提高了可靠性。
運(yùn)行靈活性
接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行操作方便，且有利于擴(kuò)建。
接線相對(duì)復(fù)雜，調(diào)度靈活。
節(jié)約投資
單母分段占地面積少，土建投資相對(duì)較小隔離開關(guān)的用量也小，總體投資都小于單母分段帶旁母，較經(jīng)濟(jì)。
單母分段帶旁母占地面積大，土建投資大，所用的隔離開關(guān)多，不夠經(jīng)濟(jì)。
35KV考慮到占地面積問題，建議采用屋內(nèi)手車式高壓開關(guān)柜，則不宜設(shè)置旁路母線。從保證負(fù)荷用電可靠性來講，對(duì)于重要的用戶可采用雙回接入，而對(duì)于沒有雙回接入的負(fù)荷，通過經(jīng)濟(jì)論證，可用自備的發(fā)電機(jī)或從相鄰的甲、乙變加設(shè)回線保證供電可靠性。
10KV的接線形式
出線回路數(shù)為14回，根據(jù)上述規(guī)范可采用單母線兩分段或單母線分段帶旁母。
表3.3 10KV方案對(duì)比
單母線分段
單母線分段帶旁母
供電可靠性
重要用戶可以從不同分段引線，當(dāng)一條母線發(fā)生故障時(shí)還能保證另一條母線的正常供電，供電可靠性較高。
加裝旁路母線后，當(dāng)出線斷路器故障或檢修時(shí)，可避免對(duì)此回路停電，提高了可靠性。
運(yùn)行靈活性
接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行操作方便。
接線相對(duì)復(fù)雜，調(diào)度靈活。
節(jié)約投資
少用了斷路器、隔離開關(guān)，較經(jīng)濟(jì)。
單母分段帶旁母占地面積大，土建投資大，所用的隔離開關(guān)多。不夠經(jīng)濟(jì)。
由于ZY市郊變位于城市郊區(qū)，為節(jié)約用地，10KV多為室內(nèi)，建議采用單母分段的接線型式。
3.3 變壓器中性點(diǎn)接地方式和中性點(diǎn)設(shè)計(jì)
3.3.1設(shè)計(jì)原則
由文獻(xiàn)【2，2－7】：
電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式有：
a.中性點(diǎn)非直接接地、b.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、
c.中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地、d.中性點(diǎn)直接接地；
主變壓器的110～500KV側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式。直接接地的單相短路電流很大，線路或設(shè)備須立即切除，增加了QF的負(fù)擔(dān)，降低了供電連續(xù)性，但由于過電壓降低，絕緣水平可下降，減少了設(shè)備造價(jià)，特別是在高壓和超高壓電網(wǎng)中經(jīng)濟(jì)效益顯著。所有普通變壓器的中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開關(guān)接地，以便于運(yùn)行調(diào)度靈活選擇接地點(diǎn)。110KV側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式，中性點(diǎn)的設(shè)備有：中性點(diǎn)刀閘，避雷器，間隙，零序CT。
6～63KV側(cè)采用中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。6～63KV電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地方式，但當(dāng)單相接地故障電流大于30A（6～10KV）或10A（20～63KV）時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)經(jīng)消弧線圈接地。裝消弧線圈時(shí),它可直接接到35KV側(cè)中性點(diǎn),且兩臺(tái)主變可共用一臺(tái)消弧線圈。
10KV側(cè)由于是“△”型接線，無中性點(diǎn)，故需加接地變，將中性點(diǎn)引處，以接消弧線圈，接地變的容量應(yīng)大于消弧線圈的容量，一般，應(yīng)在6—10KV級(jí)的每一段母線上安裝型號(hào)一樣，容量相同的接地變。但是電容電流不能超過允許值，否則接地電弧不易自熄，易產(chǎn)生較高的弧光間隙接地過電壓，波及整個(gè)電網(wǎng)，所以可采用消弧線圈補(bǔ)償電容電流，即經(jīng)消弧線圈接地。
3.4無功補(bǔ)償
3.4.1 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x
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)本身消耗的無功功率可以達(dá)到用戶的25%～75%，無功功率不足，將造成電壓的下降，電能損耗增大，電力系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，所以電力系統(tǒng)的無功電源和無功功率必須平衡，系統(tǒng)的無功功率不僅靠發(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)的無功負(fù)荷主要是感性功率，所以具體無功補(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)的容性無功補(bǔ)償感性無功，所以無功補(bǔ)償意義為：補(bǔ)償變壓器的無功損耗，補(bǔ)償高壓網(wǎng)的無功缺額。
因?yàn)樵谙到y(tǒng)中，除消耗有功外，還需消耗大量無功，可達(dá)到有功的25～75%。無功和有功都可由發(fā)電機(jī)提供，而且是有功的唯一電源。所以如果只用輸電線輸送發(fā)電機(jī)的無功將導(dǎo)致不能輸送太多的有功，因此應(yīng)采用無功補(bǔ)償，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電網(wǎng)電壓。變電站裝設(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)的容性無功以補(bǔ)償多余的感性無功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電壓。
3.4.2無功補(bǔ)償方式
對(duì)于110KV及以下電網(wǎng)中的串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置：用以減少線路電壓降、降低受端電壓波動(dòng)，提高供電電壓，在閉合電網(wǎng)中，改善潮流分布，減少有功損耗。
在變電所中，并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置常接在主變壓器的低壓側(cè)。
3.4.3 并聯(lián)電容器的選擇
由文獻(xiàn)【7】：
1.0.2電容器裝置的設(shè)計(jì)需執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并根據(jù)安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)條件、諧波水平、自然環(huán)境、運(yùn)行和檢修要求等，合理的選擇接線方式、布置型式和控制、保護(hù)方式，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和運(yùn)行檢修方便。
(1)并聯(lián)電容器裝置的分組
分組原則：并聯(lián)電容器裝置的分組主要由系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波的負(fù)荷變化，諧波含量等因素確定。配電所裝設(shè)改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，此時(shí)為保證一定的λ，各組應(yīng)能隨負(fù)荷的變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切，負(fù)荷變動(dòng)不大時(shí)，可按主變臺(tái)數(shù)分組，手動(dòng)投切。
(2)分組方式：采用帶總斷路器的等容量分組。
3.4.4并聯(lián)電容器裝置的接線
由文獻(xiàn)【7】:電容器裝置裝設(shè)在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)；小電流接地系統(tǒng)的電容器裝置應(yīng)采用中性點(diǎn)不接地的星形或雙星型接地；電容器裝置每相的電容器，應(yīng)采用先并聯(lián)后串聯(lián)的連接方式；單臺(tái)電容器的容量選擇按電容器組單相容量和每相電容器的串并聯(lián)臺(tái)數(shù)確定，每相各串聯(lián)段中電容器的并聯(lián)臺(tái)數(shù)宜小于最大并聯(lián)臺(tái)數(shù)。并聯(lián)電容器組基本接線為雙“Y”型，電容器組每組內(nèi)部接線采用先并后串接線方式，該接線方式優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)一臺(tái)故障電容器用熔斷器退出運(yùn)行后，對(duì)該相容量的變化和故障電容器并聯(lián)的電容器承受的工作電壓的變化影響較小，同時(shí)RD的選擇只考慮與單臺(tái)電容器相配合。
RD:熔斷器，優(yōu)先選噴涎式
中性點(diǎn)接地方式：
雙“Y”型接線的并聯(lián)電容器組宜選Y接法，即中性點(diǎn)直接接地方式。
電容器臺(tái)數(shù)的確定：
由文獻(xiàn)【7】知：
電容器裝置的總?cè)萘繎?yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)無功規(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變電所中電容器裝置的總?cè)萘?，按照無功功率就近平衡的原則，可按主變壓器的容量的10％～30％考慮。地區(qū)無功缺額較少或距電源點(diǎn)較近的變電所應(yīng)取較低值，無功缺額較多或距發(fā)電廠較遠(yuǎn)的變電所應(yīng)取較高值。
對(duì)于本所中電容器裝置的總?cè)萘靠扇?5％的主變?nèi)萘俊?
計(jì)算如下：
S=
查文獻(xiàn)【5】，
可以選用 型電容器；
B—可調(diào)式電容器；
WF—介質(zhì)代號(hào)；
2—設(shè)計(jì)序號(hào)；
100—額定容量；
1—相數(shù)。
由于采用雙星型接線，每相上電容電器容量：
每相上并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)
實(shí)際補(bǔ)償容量。
第四章 配電裝置平面的設(shè)計(jì)
4.1 各種配電裝置的特點(diǎn)
（1）屋內(nèi)式配電裝置的特點(diǎn)：
1）占地面積小
2）室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響
3）污穢空氣影響小
4）房屋建筑投資較大
（2）屋外式配電裝置的特點(diǎn)：
1）土建工作量和費(fèi)用小，建設(shè)周期短
2）擴(kuò)建方便
3）相鄰設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè)
4）占地面積大
5）受外界環(huán)境影響，須加強(qiáng)絕緣
6）不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響
（3）成套配電裝置的特點(diǎn)是：
1）電器布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對(duì)地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊
2）電器元件已在工廠組裝成一體，大大減少現(xiàn)成安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷
3）運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便
4）耗用鋼材較多，造價(jià)較高
4.2 配電裝置的型式選擇
配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，逼供結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。
一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110KV及以上多為屋外式。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價(jià)相近時(shí)，宜采用屋內(nèi)型。
屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)，還與場(chǎng)地位置、面積、地質(zhì)、地形條件及總體布置有關(guān)，并受材料供應(yīng)、施工、運(yùn)行和檢修要求等因素的影響和限制。
普通中型配電裝置國內(nèi)采用較多，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能力較好，造價(jià)比較低。缺點(diǎn)是占地面積較大。
高型配電裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約用地50%左右。但耗用鋼材多，檢修運(yùn)行不及中型方便。
一般在下列情況下宜采用高型：
（1）在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)
（2）地形條件限制
（3）原有裝置需改、擴(kuò)建而場(chǎng)地受限制。
各電壓級(jí)配電裝置的確定
110KV配電裝置采用屋外半高型配電裝置， 采用雙列布置;
35KV配電裝置采用屋內(nèi)小車式配電裝置；
10 KV配電裝置采用屋內(nèi)小車式配電裝置。
第五章 短路電流的計(jì)算
5.1 短路計(jì)算的目的
供配電系統(tǒng)中的短路，是指導(dǎo)體之間或相導(dǎo)體與地之間不通過負(fù)載阻抗而發(fā)生的電氣連接。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，危害電力系統(tǒng)的安全運(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_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)考慮限制Id的措施，即而需要計(jì)算Id。短路電流計(jì)算是選擇和檢驗(yàn)電氣設(shè)備的前提和基礎(chǔ)，也是載流導(dǎo)體選擇和二次設(shè)備保護(hù)的基礎(chǔ)。
5.2 任務(wù)
1、電力系統(tǒng)規(guī)劃
2、保護(hù)整定值的設(shè)定
3、電器設(shè)備選擇
4、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
5.3 基本假設(shè)
1.在暫態(tài)過程期間同步發(fā)電機(jī)保持同步轉(zhuǎn)速，即只考慮電磁暫態(tài)過程，而不計(jì)機(jī)械暫態(tài)過程。
2. 各個(gè)元件的等值電路可用純電抗來代替。
3．屬于金屬性短路，即過渡電阻為零的電路。
5.4 短路電流計(jì)算的一般要求
為了使所選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性并在一定的時(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：
(1)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)過程中的可能的并列運(yùn)行方式的接線方式。
(2)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。
(3)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出線與廠用分支回路，除其母線與隔離開關(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
(4)導(dǎo)體和電器的動(dòng)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。
5.5 參數(shù)計(jì)算
5.5.1選擇基準(zhǔn)值
5.5.2 計(jì)算
在基準(zhǔn)下系統(tǒng)各部分的標(biāo)幺值電抗：
系統(tǒng)1 最大運(yùn)行方式：
系統(tǒng)2 最大運(yùn)行方式：
各線路：
主變：
可令
根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)畫出等值網(wǎng)絡(luò)如下
1) 110KV母線短路電流計(jì)算
轉(zhuǎn)移電抗: ;
計(jì)算電抗:
查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線表，有：
；
2) 35KV母線短路電流計(jì)算
轉(zhuǎn)移電抗: ;
計(jì)算電抗:
查文獻(xiàn)【14】汽輪機(jī)運(yùn)算曲線表，有：
3) 10KV母線短路電流計(jì)算
轉(zhuǎn)移電抗: ;
計(jì)算電抗:
由文獻(xiàn)【14】X>3.45,有：
查文獻(xiàn)【14】汽輪機(jī)運(yùn)算曲線表，有：
第六章 電氣選擇及校驗(yàn)
6.1 電氣設(shè)備選擇的主要任務(wù)
1、導(dǎo)體和絕緣子：各電壓級(jí)的匯流主母線、主變引下線、負(fù)荷出線、絕緣子。
2、開關(guān)設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器。
3、一些測(cè)量元件：電流互感器、電壓互感器。
4、穿墻套管。
5、開關(guān)柜一次接線編號(hào)。
6.2 選擇導(dǎo)體和電器的一般原則
1、應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理。
2、應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路時(shí)和過電壓情況下的需要，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。
3、應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境校驗(yàn)。
4、與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。
5、選擇導(dǎo)體的品種不宜太多。
6、選擇新產(chǎn)品應(yīng)積極謹(jǐn)慎。新產(chǎn)品應(yīng)有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)主管單位鑒定合格。
6.3 選擇導(dǎo)體和電器的技術(shù)條件
一般按正常情況選擇，短路情況校驗(yàn)，如【表1-4-1】
短路點(diǎn)
基準(zhǔn)電流（KA）
d
5.02
4.618
4.197
4.177
4.825
11.756
d
15.6
5.56
5.49
5.49
5.49
14.15
d
54.99
13.52
13.83
13.83
13.52
34.42
6.3.1按長(zhǎng)期發(fā)熱選擇導(dǎo)體
由文獻(xiàn)【8】：
第1.1.3條：選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓，即;
又因?yàn)? , 所以實(shí)際用
第1.1.4條：選用導(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，即對(duì)于導(dǎo)體
由于高壓開斷電器沒有連續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時(shí)應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，即對(duì)于電器。
在斷路器、隔離開關(guān)、空氣自然冷卻限流電抗器等電氣各部分的最大允許
發(fā)熱溫度不超過文獻(xiàn)【9】所規(guī)定的數(shù)值的情況下，當(dāng)這些電器使用在環(huán)境溫度高于(但不高于)時(shí)，環(huán)境溫度每增加減少額定電流1.8%;當(dāng)使用 在環(huán)境溫度低于時(shí)，環(huán)境溫度每降低，增加額定電流0.5%,但其最大過負(fù)荷不得超過額定電流的20％。
6.3.2按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體
第2.1.6條：除配電裝置的匯流主母線外，較長(zhǎng)導(dǎo)體的截面積應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。當(dāng)無合適規(guī)格導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體面積可按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算截面的相鄰下一檔選取。
即：（1） 應(yīng)最接近。
（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇后，還應(yīng)按長(zhǎng)期允許電流校驗(yàn)。
6.3.3導(dǎo)體、電器設(shè)備的選型
由文獻(xiàn)【8】：
導(dǎo)體材料的基本特征：導(dǎo)體通常由銅、鋁、鋁合金及鋼材料制成。載流導(dǎo)體一般使用鋁或鋁合金材料。純鋁的成型導(dǎo)體一般為矩形、槽形和管形。由于純鋁的管形導(dǎo)體強(qiáng)度稍低，110KV及以上配電裝置敞露布置時(shí)不宜采用。
鋁合金導(dǎo)體有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種，形狀均為管形。鋁錳合金導(dǎo)體載流量大，但強(qiáng)度較差，采用一定的補(bǔ)強(qiáng)措施后可廣泛使用；鋁鎂合金導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度大，但載流量小，主要缺點(diǎn)是焊接困難，因此使用受到限制。
6.3.4主母線、主變引下線、負(fù)荷出線
由文獻(xiàn)【8】
第2.1.3條：載流導(dǎo)體宜采用鋁質(zhì)材料，下面場(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)體穿墻套管有困難時(shí)；
污穢對(duì)銅腐蝕輕微但對(duì)鋁有較嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)所。
第2.3.1條：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4000～8000A時(shí)，宜選用槽形導(dǎo)體；
110KV及以上高壓配電裝置，當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí)，宜采用鋁合金管形導(dǎo)體；
500KV硬導(dǎo)體可采用單根大直徑圓管或多根小直徑圓管組成的分裂結(jié)構(gòu)，固定方式可采用支持式或懸吊式。
6.3.5 斷路器
由文獻(xiàn)【2，6－2】：
斷路器型號(hào)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。
6.3.6隔離開關(guān)
由文獻(xiàn)【8】第4.0.3條：對(duì)隔離開關(guān)型式選擇應(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)比較后確定。
6.3.7電壓互感器
由文獻(xiàn)【8】第10.0.3條：電壓互感器的型式按下列使用條件選擇。
（1）、3—20KV屋內(nèi)配電裝置，宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可以采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。
（2）、35KV配電裝置，宜采用電磁式電壓互感器。
（3）、110KV及以上的配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)滿足要求時(shí)，應(yīng)采用電容式電壓互感器。
6.3.8電流互感器
由文獻(xiàn)【8】第9.0.3條：3—20KV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器應(yīng)根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)，35KV及以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸絕緣瓷管式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時(shí)，應(yīng)采用套管式電流互感器。
6.3.9絕緣子
由文獻(xiàn)【8】第11.0.7條：屋外支柱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)，可用懸掛式支柱絕緣子。
6.4選擇結(jié)果
6.4.1線路選擇結(jié)果如下表：
表6.1
設(shè)備
電壓
匯流主母線
主變引下線
分段回路
110KV
LGJQ--240
LGJQ--185
LGJQ--185
35KV
LMY 636.3 平放
LGJQ--500
LMY 636.3 平放
10KV
LMY 2(1008)平放
LMY 2(10010)平放
LMY 2(10010)平放
6.4.2電器選擇結(jié)果
斷路器和隔離開關(guān)選擇
表6.2
設(shè)備
項(xiàng)目
斷路器
隔離開關(guān)
110KV出線
110KV分段
110KV主變引下線
35KV出線
35KV分段
35KV主變引下線
10KV出線
10KV分段
10KV主變引下線
110KV壓互
主變中性點(diǎn)接地
電壓互感器和電流互感器
表6.3
電壓級(jí)
設(shè)備類型
110KV
35KV
10KV
電壓互感器
,0.1
,0.1
,
分段電流互感器
600/5
LZC-35
500/5
2000/5
出線電流互感器
600/5，200/5
LZC-35
100/5
150/5,200/5
主變引下線電流互感器
300/5
LZC-35
600/5
2000/5
保護(hù)間隙
/300/5
中性點(diǎn)接地處
/300/5
其他設(shè)備如下：
表6.4
電壓級(jí)
設(shè)備類型
110KV
35KV
10KV
母線變壓器側(cè)上避雷器
變壓器中性點(diǎn)上避雷器
絕緣子
懸式 XP-10 8片
支柱 ZS-110/4
懸式 XP-10 4片
支柱 ZL-35/4
母線橋 ZPB-10
支柱 ZL-10/4
穿墻套管
出線 LWL-35/200
進(jìn)線 CWL-35/600
進(jìn)線 CMW-20-180
阻波器
耦合電容器
XZK-630-1.0
OW110/-0.0066
第七章 繼電保護(hù)
7.1繼電保護(hù)的基本知識(shí)
電能是一種特殊的商品,為了遠(yuǎn)距離傳送,需要提高電壓,實(shí)施高壓輸電,為了分配和使用,需要降低電壓,實(shí)施低壓配電,供電和用電。發(fā)電----輸電----配電----用電構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中,各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。不正常運(yùn)行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,但是沒有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài),如:過負(fù)荷,過電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。其中最常見且最危險(xiǎn)的是各種類型的短路,電力系統(tǒng)的短路故障會(huì)產(chǎn)生如下后果:
(1)故障點(diǎn)的電弧使故障設(shè)備損壞；
(2)比正常工作電流大許多的短路電流產(chǎn)生熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng),使故障回路中的設(shè)備遭到破壞；
(3)部分電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降,使用戶的正常工作遭到破壞,影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和人們的正常生活；
(4)破壞電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,引起系統(tǒng)振蕩,甚至使電力系統(tǒng)瓦解,造成大面積停電的惡性循環(huán)；
故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)若不及時(shí)正確處理,都可能引發(fā)事故。為了及時(shí)正確處理故障和不正常運(yùn)行狀態(tài),避免事故發(fā)生,就產(chǎn)生了繼電保護(hù),它是一種重要的反事故措施。繼電保護(hù)包括繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置,且繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心,它是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運(yùn)行狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。
繼電保護(hù)的任務(wù)是:
(1)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時(shí),能自動(dòng),迅速,有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,避免故障元件繼續(xù)遭到破壞,使非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。
(2)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),能及時(shí)反應(yīng)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件發(fā)出信號(hào)或跳閘。
繼電保護(hù)裝置的基本原理:
我們知道在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí),許多參量比正常時(shí)候都了變化，當(dāng)然有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來作為保護(hù)的判據(jù)，構(gòu)成保護(hù)。比如：根據(jù)短路電流較正常電流升高的特點(diǎn)，可構(gòu)成過電流保護(hù)；利用短路時(shí)母線電壓降低的特點(diǎn)可構(gòu)成低電壓保護(hù)；利用短路時(shí)線路始端測(cè)量阻抗降低可構(gòu)成距離保護(hù)；利用電壓與電流之間相位差的改變可構(gòu)成方向保護(hù)。除此之外，根據(jù)線路內(nèi)部短路時(shí)，兩側(cè)電流相位差變化可以構(gòu)成差動(dòng)原理的保護(hù)。當(dāng)然還可以根據(jù)非電氣量的變化來構(gòu)成某些保護(hù)，如反應(yīng)變壓器油在故障時(shí)分解產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成的氣體保護(hù)。
原則上說：只要找出正常運(yùn)行與故障時(shí)系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征（差別），即可形成某種判據(jù)，從而構(gòu)成某種原理的保護(hù)，且差別越明顯，保護(hù)性能越好。
繼電保護(hù)裝置的組成：
被測(cè)物理量－－→測(cè)量－－→邏輯－－→執(zhí)行－－→跳閘或信號(hào)
↑
整定值
測(cè)量元件：其作用是測(cè)量從被保護(hù)對(duì)象輸入的有關(guān)物理量（如電流，電壓，阻抗，功率方向等），并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)是否該起動(dòng)。
邏輯元件：其作用是根據(jù)測(cè)量部分輸出量的大小，性質(zhì)，輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。
執(zhí)行元件：其作用是根據(jù)邏輯元件傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故障時(shí)跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)信號(hào)，正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。
對(duì)繼電保護(hù)的基本要求：
選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運(yùn)行，以盡量減小停電范圍。
速動(dòng)性：是指保護(hù)快速切除故障的性能，故障切除的時(shí)間包括繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器的跳閘時(shí)間。
靈敏性：是指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)對(duì)故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來。
可靠性：是指發(fā)生了屬于它該動(dòng)作的故障，它能可靠動(dòng)作，而在不該動(dòng)作時(shí)，它能可靠不動(dòng)。即不發(fā)生拒絕動(dòng)作也不發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作
7.2母線的保護(hù)配置
電力系統(tǒng)中的母線是具有公共電氣連接點(diǎn),它起著匯總和分配電能的作用。所以發(fā)電廠和變電站中的母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件。 母線運(yùn)行是否安全可靠,將直接影響發(fā)電廠,變電站和用戶工作的可靠性,在樞紐變電所的母線上發(fā)生故障時(shí),甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
引起母線短路故障的主要原因有:由于空氣污潰,導(dǎo)致斷路器套管及母線絕緣子的閃絡(luò)；母線電壓和電流互感器的故障；運(yùn)行人員的誤操作,如帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)、帶接地線合斷路器。
母線故障的類型,主要是單相接地和相間短路故障。與輸電線路故障相比較,母線故障的幾率雖較小,但造成的后果卻十分嚴(yán)重。因此,必須采取措施來消除或減少母線故障所造成的后果。
由設(shè)計(jì)的已知條件可知,110kV母線均是采用單母線接線,對(duì)于單母線我們可以采用母線完全電流差動(dòng)保護(hù)。
母線完全差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖如圖5.4所示,和其它元件的差動(dòng)保護(hù)一樣,也是按環(huán)流法的原理構(gòu)成。在母線的所有連接元件上必須裝設(shè)專用的電流互感器,而且這些電流互感器的變比和特性完全相同,并將所有電流互感器的二次繞組在母線側(cè)的端子互相連接,在外側(cè)的端子也互相連接,差動(dòng)繼電器則接于兩連接線之間,差動(dòng)電流繼電器中流過的電流是所有電流互感器二次電流的相量和。這樣,在一次側(cè)電流總和為零時(shí),在理想的情況下,二次側(cè)電流的總和也為零。
7.3輸電線路保護(hù)配置
(一) 距離保護(hù)
電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，可靠，經(jīng)濟(jì)，但它的靈敏性受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，特別是在重負(fù)荷，長(zhǎng)距離，電壓等級(jí)高的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，很難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，為此，必須采用性能完善的保護(hù)裝置，因而就引入了“距離保護(hù)”。
距離保護(hù)是反饋故障點(diǎn)至保護(hù)安裝點(diǎn)之間的距離或阻抗，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。該裝置的主要元件為距離或阻抗繼電器，它可根據(jù)其端子所加的電壓和電流側(cè)知保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)之間的阻抗值，此阻抗稱為阻抗繼電器的測(cè)量阻抗。其主要特點(diǎn)是：短路點(diǎn)距離保護(hù)安裝點(diǎn)越近，其測(cè)量阻抗越??；相反地，短路點(diǎn)距離保護(hù)安裝點(diǎn)越遠(yuǎn)，其測(cè)量阻抗越大，動(dòng)作時(shí)間就越長(zhǎng)。這樣就可保證有選擇地切除故障線路。這種選擇性的配合是靠適當(dāng)?shù)倪x擇各保護(hù)的整定阻抗值和動(dòng)作時(shí)限來完成的。
7.4變壓器成套自動(dòng)保護(hù)裝置
WBZ一500型微機(jī)變壓器保護(hù)裝置是特為電力系統(tǒng)500kV大型變壓器研制的成套微機(jī)保護(hù)裝置，適用于500kV及以下電壓等級(jí)的各類型變壓器。該裝置軟、硬件遵循模塊化設(shè)計(jì)、開放式結(jié)構(gòu)的策略。
裝置的保護(hù)功能:
主保護(hù)為3段(或2段)折線式比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)，具備2次諧波制動(dòng)和CT斷線閉鎖功能，可以用5次諧波或V/F實(shí)現(xiàn)過勵(lì)磁閉鎖差動(dòng)，提供用低電壓解決2次諧波制動(dòng)造成延時(shí)動(dòng)作的加速判據(jù)。差動(dòng)保護(hù)帶差速斷，滿足4側(cè)甚至5側(cè)制動(dòng)。3/2斷路器主接線，主變停運(yùn)時(shí)自動(dòng)投入小區(qū)差動(dòng)(短引線)保護(hù)。自禍變可以增設(shè)零差保護(hù)。
后備保護(hù)包括多折線擬合式反時(shí)限過勵(lì)磁、相間阻抗、復(fù)合電壓閉鎖過流(可帶方向)、分支過流、零序過流(可帶方向)、間隙零序電流電壓、接地阻抗、非全相運(yùn)行及失靈保護(hù)，還設(shè)有告警性的過負(fù)荷、變壓器△側(cè)一點(diǎn)接地、PT斷線、低值過勵(lì)磁、啟動(dòng)通風(fēng)保護(hù)等。主、后備保護(hù)均帶有16路開關(guān)量輸入回路，能夠?qū)崿F(xiàn)主變及調(diào)壓變的輕瓦斯、重瓦斯、壓力釋放、冷卻器故障、油位、油溫、冷卻器電源消失等開關(guān)量保護(hù)，以及用來反映一些保護(hù)投退狀態(tài)或打印、復(fù)歸操作等。
7.
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