110kv變電站畢業(yè)設計論文 (2)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計以110kV變電站為主要設計對象，該110kV變電站是地區(qū)重要變電站，是電力系統(tǒng)100kV電壓等級的重要部分。該變電站設有兩臺主變壓器，站內主接線分為110kV、35kV、10kV三個電壓等級。</p><p>　　本設計的第一章為緒論，主要闡述了變電站在電力系統(tǒng)中的地位，變電站設計的原則的基

2、本要求，并對原始資料進行分析。第二章是負荷計算及變壓器的選擇，根據已知變電站的負荷資料對變電站進行負荷計算。通過得出的負荷結果確定了主變壓器的臺數(shù)和容量、主變壓器的型式。第三章是變電站主接線的設計，分別通過對110kV、35kV、10kV側電氣主接線的擬定與比較，選擇出最佳的接線方式。第四章是短路電流計算，首先確定短路點，計算各元件的電抗，然后對各短路點分別進行計算，得出各短路點的短路電流。第五章是電氣設備的選擇，電氣設備包括斷路器、隔

3、離開關、熔斷器、電流互感器、電壓互感器、母線、支柱絕緣子和穿墻套管。第六章是配電裝置，主要對變電站的配電裝置進行設計選擇。第七章是變電站的防雷和接地設計，對變電站裝設避雷針、避雷器和接地系統(tǒng)的設計。最后繪制出電氣主接線圖、配電裝置布置圖和防雷接地布置圖。</p><p>　　通過本次畢業(yè)設計，本人對所學的專業(yè)知識進行了鞏固，提高了個人綜合運用知識、查閱分析資料、制定設計方案、精確理論計算的能力，培養(yǎng)了嚴謹?shù)目茖W態(tài)

4、度，鍛煉了獨立分析和解決問題的能力。</p><p>　　關鍵詞：變電站 電氣主接線 電氣設備 防雷接地</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The graduation design with 110kV substation as the main design target, the 110kV

5、 substation is the main area substation, power system is the important part of 100kV voltage class. The substation with two main transformers, the station main wiring is divided into 110kV,35kV,10kV three volta

6、ge levels.</p><p>　　The design of the first chapter is the introduction, mainly elaborated the substation position in the power system, transformer substation design principle of the basic requirements, and

7、analyze the original data. The second chapter is the load calculation and the choice of transformer substations, according to the known load data of substation load calculation. The third chapter is the transformer subst

8、ation main wiring design, respectively, through the110kV,35kV,10kV side of the formulation of</p><p>　　Through this graduation project, I have learned professional knowledge to consolidate, improve personal

9、comprehensive ability to use knowledge, I exercise independent analysis and problem solving ability.</p><p>　　Key words：Transformer substation Main electrical connection Electrical equipment</p><

10、;p>　　Lightning protection grounding</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p><b>　　1 緒論1</b

11、></p><p>　　1.1 原始資料分析1</p><p>　　1.2 設計原則和基本要求1</p><p>　　2 負荷計算及變壓器選擇3</p><p>　　2.1 負荷計算3</p><p>　　2.1.1 負荷資料3</p><p>　　2.1.2 負荷計算3<

12、;/p><p>　　2.2 主變壓器的選擇4</p><p>　　2.2.1 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇5</p><p>　　2.2.2 主變壓器型式的選擇5</p><p>　　2.3 站用變壓器的選擇6</p><p>　　2.4 無功補償7</p><p>　　2.4.1 補償作用

13、7</p><p>　　2.4.2 無功補償容量及電容器接線方式7</p><p>　　3 電氣主接線的選擇8</p><p>　　3.1 主接線設計的原則8</p><p>　　3.1.1 主接線的設計依據8</p><p>　　3.1.2 主接線設計的基本要求8</p><p>　

14、　3.2 電氣主接線形式的選取9</p><p>　　3.2.1 110kV側主接線方案選取10</p><p>　　3.2.2 35kV側主接線方案選取12</p><p>　　3.2.3 10kV側主接線方案選取13</p><p>　　4 短路電流的計算16</p><p>　　4.1 短路電流計算的目

15、的16</p><p>　　4.2 短路電流計算的一般規(guī)定16</p><p>　　4.3 短路電流計算16</p><p>　　4.3.1 各元件電抗計算及等值電路圖17</p><p>　　4.3.2 110kV母線側短路電流的計算18</p><p>　　4.3.3 35kV母線側短路電流的計算19&

16、lt;/p><p>　　4.3.4 10kV母線側短路電流的計算20</p><p>　　5 電氣設備的選擇22</p><p>　　5.1 電氣設備選擇的一般原則22</p><p>　　5.2 高壓開關電器的選擇22</p><p>　　5.2.1 高壓斷路器的選擇23</p><p>

17、;　　5.2.2 高壓隔離開關的選擇26</p><p>　　5.2.3 高壓熔斷器的選擇28</p><p>　　5.3 互感器的選擇28</p><p>　　5.3.1 電流互感器的選擇28</p><p>　　5.3.2 電壓互感器的選擇31</p><p>　　5.4 導線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇

18、31</p><p>　　5.4.1 導線的選擇31</p><p>　　5.4.2 支柱絕緣子的選擇35</p><p>　　5.4.3 穿墻套管的選擇36</p><p><b>　　6 配電裝置39</b></p><p>　　6.1 配電裝置概述39</p><

19、;p>　　6.2 變電站各電壓等級采用的配電裝置39</p><p>　　6.2.1 110kV配電裝置39</p><p>　　6.2.2 35kV配電裝置40</p><p>　　6.2.3 10kV配電裝置41</p><p>　　7 變電站防雷保護和接地設計42</p><p>　　7.1 直擊

20、雷過電壓保護42</p><p>　　7.2 雷電波過電壓保護43</p><p>　　7.2.1 避雷器的安裝43</p><p>　　7.2.2 避雷線的安裝44</p><p>　　7.3 接地設計44</p><p><b>　　總結46</b></p><

21、p><b>　　參考文獻47</b></p><p><b>　　致謝48</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行。</p&

22、gt;<p>　　1.1 原始資料分析</p><p>　　該變電站主要是為營口市開發(fā)區(qū)盼盼工業(yè)園區(qū)供電和服務的，并支持當?shù)毓まr業(yè)的持續(xù)發(fā)展，使初具規(guī)模的旅游事業(yè)上一個新臺階，改善和提高該境內人民的物質和文化生活。本變電站屬新建110kV區(qū)域性重要變電站，主要滿足該地區(qū)工業(yè)用電。</p><p>　　變電站位于城市的工業(yè)區(qū)附近，交通運輸方便，海拔400m，地勢平坦，公路交通方

23、便，無污染源，夏季最高溫度零上38度，冬季最低溫度零下15度，年平均氣溫為零上15度，最大風速為20m/s，覆冰厚度為5mm，土壤電阻率為<500Ω·m，凍土厚度為0.7m，主導風向：夏季為東南風，冬季為西北風。</p><p>　　為滿足城鎮(zhèn)負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質量，根據系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，擬建設一座110kV的區(qū)域性終端變電站，設計原始資料要求如下：</p>

24、<p>　　電壓等級：110/35/10kV。</p><p>　　設計容量：擬設計安裝兩臺主變壓器。</p><p><b>　　進出線及負荷情況</b></p><p>　　110kV側，110kV側進出線共4回，其中2回為進線，最大負荷利用時間為4200h。</p><p>　　35kV側，35kV側出

25、線共6回，本期4回，最大負荷利用時間為4000h。</p><p>　　10kV側，10kV側出線共10回，本期8回，無電源進線，最大負荷利用時間為5000h。</p><p>　　系統(tǒng)阻抗值為S=100MVA的值。</p><p>　　1.2 設計原則和基本要求</p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安

26、全與經濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電能生產的特點是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時刻完成的，具有同時性。110kV降壓變電站作為供電網絡中重要的變電一環(huán)，它設計質量的好壞直接關系到該地區(qū)的用電可靠性和地區(qū)經濟的發(fā)展，同時也影響到該地區(qū)的用電可靠性和地區(qū)的經濟發(fā)展，以及工農業(yè)生產和人民生活。本次設計根據有關規(guī)定，依據安全、可靠、優(yōu)質、經濟、合理等要求，為保證對用戶不間斷地供給充足、優(yōu)質又經濟的電能設計方

27、案。</p><p>　　本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。</p><p>　　變電站的設計在滿足國家設計標準的基礎上，盡量考慮當?shù)氐膶嶋H情況，形式上采用獨立變電站。在保證供電可靠性的前提下，減少事故的發(fā)生，降低運行費用。變電站的設計應根據工程5-10年的發(fā)展規(guī)劃進

28、行，做到遠近結合、以近為主，正確處理近期與遠景發(fā)展的關系，適當考慮擴建的可能性。</p><p>　　2 負荷計算及變壓器選擇</p><p><b>　　2.1 負荷計算</b></p><p>　　2.1.1 負荷資料</p><p>　　站用電負荷見表2-1，變電站主要負荷見表2-2。</p><

29、;p>　　表2-1 站用電負荷統(tǒng)計</p><p>　　2.1.2 負荷計算</p><p>　　負荷計算需用系數(shù)法計算電力負荷。公式如下：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>

30、;　?。?-3）</b></p><p>　　由公式（2-2），在最大負荷時：</p><p>　　1、35kV出線側的負荷計算</p><p>　　2、10kV出線側的負荷計算</p><p>　　表2-2 變電站主要負荷統(tǒng)計</p><p><b>　　由以上計算可得：</b>&l

31、t;/p><p><b>　　總負荷為</b></p><p>　　則系統(tǒng)的計算負荷為：</p><p>　　2.2 主變壓器的選擇</p><p>　　變壓器是變電站中關鍵的一次設備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。主變壓器的選擇主要包括變壓器的容量、變壓器的臺數(shù)和變壓器的型式。</p&

32、gt;<p>　　2.2.1 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇</p><p>　　變壓器臺數(shù)的確定應滿足以下三點：</p><p>　　1、應滿足用電負荷對可靠性的要求。在有一、二級負荷的變電站中，選擇兩臺主變壓器，當在技術、經濟上比較合理時，主變壓器選擇也可多于兩臺；</p><p>　　2、對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變化較大的宜采用經濟運行方式的變電站，技術

33、經濟合理時可選擇兩臺變壓器；</p><p>　　3、三級負荷一般選擇一臺主變壓器，負荷較大時，也可選擇兩臺主變壓器。</p><p>　　確定主變壓器的臺數(shù)，對于大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下，變電站以裝設兩臺主變壓器為宜。因此選擇兩臺主變壓器。</p><p>　　裝有兩臺主變壓器時，其中任意一臺主變壓器容量應同時滿足下列兩個條件。<

34、;/p><p>　　1、任一臺主變壓器單獨運行時，應滿足總計算負荷的60%～70%的要求，即</p><p><b>　　（2-4）</b></p><p>　　2、任一臺主變壓器單獨運行時，應能滿足全部一、二級負荷的需要，即</p><p><b>　　（2-5）</b></p><

35、;p>　　根據負荷計算：，按照上述要求進行選擇兩臺31500kVA的主變壓器符合要求。</p><p>　　2.2.2 主變壓器型式的選擇</p><p>　　（1）變壓器相數(shù)的確定</p><p>　　在330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應選用三相變壓器。如采用單相變壓器組，則投資大、占地多、運行損耗也比較大，同時也使配電裝置結構復雜。因此選擇三相變壓器。&

36、lt;/p><p>　　（2）變壓器組數(shù)的確定</p><p>　　對具有三種電壓的變電站，如果通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上時，采用三繞組變壓器。本變電站變壓器各側繞組的功率均達到了總容量的15%，故選擇三繞組變壓器。</p><p>　?。?）變壓器繞組連接組別的確定</p><p>　　變壓器三相繞組的連接組別必須

37、和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運行。電力系統(tǒng)常采用的繞組連接方式只有星形（Y）和三角形(△)兩種。變壓器三相繞組的連接方式應根據具體工程來確定。我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用連接，中性點直接接地；35kV采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地；10kV系統(tǒng)中性點不接地，繞組多采用△連接。所以本變電站主變壓器繞組連接方式為/Y/△。</p><p>　?。?）變壓器調壓方式的確定</p>

38、<p>　　普通型變壓器的調壓范圍很小，僅為±5%，而且當調壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調壓）時，僅靠調整普通變壓器的分接頭無法滿足要求。有載調壓變壓器的調壓范圍較大，一般在15%以上。既要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)倒送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質量的情況下，有載調壓變壓器可以實現(xiàn)。因此選用有載調壓變壓器。</p><p>　　根據上述比較，所選主變壓器的特性參數(shù)如下：<

39、/p><p>　　型號：SFSZ7-31500/110</p><p>　　額定電壓（kV）：高壓110±8×1.25%、中壓38.5±2×2.5%、低壓10.5，連接組標號：，yn0，d11，空載損耗（kW）：50.3，負載損耗（kW）：175，空載電流（%）：1.4</p><p>　　阻抗電壓（%）：高—中10.5、高—低1

40、7～18、中—低6.5。</p><p>　　2.3 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。站用變壓器臺數(shù)和容量的確定原則和主變壓器的選擇基本相同，即在保證電能質量的要求下，應盡量減少投資、運行費用和有色金屬耗用量。</p><p>　　站用變壓器臺數(shù)選擇原則，對于二、三級負荷，變電站只設置一臺變壓器，其容量可根據計算負荷決定?？梢?/p>

41、考慮從變電站外引入一個可靠的低壓備用電源，這不僅在故障下可以對重要的二級負荷供電，而且在負荷極不均勻的輕負荷時，也能使供電系統(tǒng)達到經濟運行。一、二級負荷較大時，采用兩回路獨立進線，設置兩臺變壓器，其容量確定和主變壓器相同。根據以上規(guī)定，本變電站選用兩臺容量相等的站用變壓器。</p><p>　　計算負荷可由公式（2-1）、（2-2）、（2-3）近似計算，根據原始資料給出的站用負荷計算：</p>&l

42、t;p>　　根據容量選擇站用變壓器如下：</p><p>　　型號：S9-80/10 </p><p>　　額定電壓（kV）：高壓10±5%、低壓0.4，連接組標號：Y，yn0，空載損耗（kW）：0.25，負載損耗（kW）：1.25，空載電流（%）：2.4，阻抗電壓（%）：4。</p><p><b>　　2.

43、4 無功補償</b></p><p>　　無功補償可以保證電壓質量、減少網絡中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時對增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。</p><p>　　無功補償方式有兩種：即高壓集中補償和低壓分散補償。本站是地區(qū)變電站，采用10kV側補償方式。</p><p>　　補償裝置分類：串聯(lián)補償裝置和并聯(lián)補償裝置。</p><p&g

44、t;　　2.4.1 補償作用</p><p>　　（1）對110kV及以下電網中的串聯(lián)補償裝置，用以減少線路電壓降，降低首端電壓波動，提高供電電壓，在閉合電網中，改善潮流分布，減少有功損耗。</p><p>　?。?）在變電站中，并聯(lián)電抗補償裝置常接在主變壓器的低壓側，對調相機，并聯(lián)電容補償裝置和靜止補償裝置都直接連接或通過變壓器并接于需補償無功的變電所、換流站的母線上，也可連接在變電所1

45、10kV電壓母線上。</p><p>　?。?）補償裝置設置于發(fā)電廠、變電所、換流站或開關站中大部分連接在這些長站母線上，也有的補償裝置是關聯(lián)或串聯(lián)在線路上。</p><p>　　2.4.2 無功補償容量及電容器接線方式</p><p>　　本設計采用并聯(lián)電容器作為無功補償裝置。</p><p>　?。?）無功補償裝置容量的確定</p&

46、gt;<p>　　現(xiàn)場經驗一般按主變容量的10%-15%來確定無功補償裝置的容量。此設計中主變容量為31500kVA，故并聯(lián)電容器的容量為：3150kVA-4725kVA為宜，在此設計中取4725kVA。</p><p>　?。?）并聯(lián)電容器裝置的接線</p><p>　　并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（△）兩種。經常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場

47、合下，也采用由三角形派生出來的雙三角形。</p><p>　　本設計采用雙星形接線。因為雙星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高，對電網通訊不會造成干擾，適用于10kV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。</p><p>　　中性點接地方式：對該變電站進行無功補償，主要是補償主變和負荷的無功功率，因此并聯(lián)電容器裝置設在變電站低壓側，故采用中性點不接地方式。</p><p>

48、　　3 電氣主接線的選擇</p><p>　　3.1 主接線設計的原則</p><p>　　3.1.1 主接線的設計依據</p><p>　　在選擇電氣主接線時，應以下列各點作為設計依據：</p><p>　　1、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　電力系統(tǒng)中的變電所有系統(tǒng)樞紐變電所、地區(qū)重要變電所和一

49、般變電所三種類型。終端變電所屬于一般變電所，電壓為110kV，但也有220kV。</p><p>　　2、變電所的分期和最終建設規(guī)模</p><p>　　變電所根據5-10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行設計。一般裝設兩臺主變壓器，中斷或分支變電所如只有一個電源時，可只裝設一臺主變壓器。</p><p>　　3、負荷大小和重要性</p><p>　?。?/p>

50、1）對于一級負荷必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電。</p><p>　?。?）對于二級負荷一般要有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負荷的供電。</p><p>　?。?）對于三級負荷一般只需一個電源供電。</p><p>　　4、系統(tǒng)備用容量大小</p><p>　

51、　裝有2臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事故斷開，其余主變壓器的容量應保證該所70%的全部負荷，在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷。</p><p>　　5、系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料</p><p>　　3.1.2 主接線設計的基本要求</p><p>　　電氣主接線設計的基本要求，概括地說應包括可靠性、靈活性和經濟性三方面。&l

52、t;/p><p><b>　?。?）可靠性</b></p><p>　　安全可靠是電力生產的首要任務，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。電氣主接線的可靠性不是絕對的，在分析電氣主線的可靠性時，要考慮變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負荷性質和類別、設備制造水平及運行經驗等諸多因素。</p><p>　　主接線可靠性的基本要求包括以下幾個方面：&

53、lt;/p><p>　　①斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。</p><p>　?、诰€路、斷路器或母線故障，以及母線或母線隔離開關檢修時，盡量減少停運出線回路數(shù)和停運時間，并能保證對全部Ⅰ類及全部或大部分Ⅱ類用戶的供電。</p><p>　?、郾M量避免發(fā)電廠或變電站全部停電的可能性。</p><p>　?、艽笮蜋C組突然停運時，不應危及電力系統(tǒng)的

54、穩(wěn)定運行。</p><p><b>　?。?）靈活性</b></p><p>　　電氣主接線應能適應各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉換。靈活性包括以下幾個方面：</p><p>　?、俨僮鞯姆奖阈?。電氣主接線應該在服從可靠性的基本要求條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運行人員掌握，不致在操作過程中出差錯。</

55、p><p>　?、谡{度的方便性。電氣主接線在正常運行時，要能根據調度要求，方便地改變運行方式。并且在發(fā)生事故時，要能盡快地切除故障，使停電時間短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。</p><p>　?、蹟U建的方便性。對將來要擴建的變電站，其主接線必須具有擴建的方便性。在設計主接線時應留有發(fā)展擴建的余地。設計時不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，還要考慮到從初期接線過渡到最終

56、接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，將來可順利完成過渡方案的實施，使改造工作量最少。</p><p><b>　　（3）經濟性</b></p><p>　　在設計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經濟性之間。通常設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經濟合理。經濟性主要從以下幾方面考慮。</p><

57、;p>　?、俟?jié)省一次投資，主接線應簡單清晰，并要適當采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關電器數(shù)量、選用價廉的電器或輕型電器，一邊降低投資。</p><p>　?、谡嫉孛娣e少。主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時應注意節(jié)約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。對大容量變電站，在可能和允許條件下采取依稀設計，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經濟效益。</p><p>　　

58、③電能損耗少。在變電站中，電能損耗主要來自變壓器，應經濟合理地選擇變壓器的型式和臺數(shù)，盡量避免兩字變壓而增加電能損耗。</p><p>　　3.2 電氣主接線形式的選取</p><p>　　6-220kV高壓配電裝置的接線分為：</p><p>　?。?）有匯流母線的接線。單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設旁路母線或旁路隔離開關等。</p>

59、<p>　?。?）無匯流母線的接線。變壓器-線路單元接線、橋形接線、角形接線等。</p><p>　　6-220kV高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。</p><p>　　3.2.1 110kV側主接線方案選取</p><p>　　本次設計中110kV側進出線共4回，為了滿足主接線設計的基本要求，擬采用雙母接線和單母線分段接線兩種方案，下

60、面分別對這兩種方案進行分析比較。</p><p>　　方案一、雙母線接線如圖3-1所示</p><p>　　圖3-1 雙母線接線</p><p><b>　　1、優(yōu)點</b></p><p>　?。?）供電可靠。通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組導線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電；檢修任一

61、回路母線隔離開關，只停該回路。</p><p>　?。?）調度靈活。各個電源和各個回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能夠靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調度和系統(tǒng)潮流變化的需要。</p><p>　?。?）擴建方便。向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導致出

62、現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　　（4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。</p><p><b>　　2、缺點</b></p><p>　　（1）增加一組母線會使每回路增加一組母線隔離開關。</p><p>　?。?）當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。為

63、了避免隔離開關誤操作，需在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。</p><p><b>　　3、適用范圍</b></p><p>　　當出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復供電、母線或母線設備檢修時不允許影響對用戶的供電、系統(tǒng)運行調度對接線的靈活性有一定要求時采用，各級電壓采用的具體條件如下：</p><p>　

64、?。?）6-10kV配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器時。</p><p>　　（2）35-63kV配電裝置，當出線回路數(shù)超過8回時；或連接的電源較多、負荷較大時。</p><p>　?。?）110-220kV配電裝置出線回路在5回及以上時；或當110-220kV配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時。</p><p>　　方案二、單母線分段

65、接線如圖3-2所示</p><p>　　圖3-2 單母線分段接線</p><p><b>　　1、優(yōu)點</b></p><p>　?。?）用斷路器把母線分段后，對重要負荷可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。</p><p>　?。?）當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重

66、要用戶停電。</p><p><b>　　2、缺點</b></p><p>　　（1）當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電。</p><p>　?。?）當出線回路為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　?。?）擴建時需要向兩個方向均衡擴建。</p>&l

67、t;p><b>　　3、適用范圍</b></p><p>　?。?）6-10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時。</p><p>　?。?）35-63kV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時。</p><p>　?。?）110-220kV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時。</p><p><b>　　方案比較與

68、選擇：</b></p><p>　　本設計的110kV側進出線回路數(shù)為4回，其中出線2回，宜采用方案二。方案一比方案二供電可靠，調度靈活，但是方案一的投資較大，并且方案二同樣能滿足可靠性和靈活性的要求。因此，110kV側選用單母線分段接線。</p><p>　　3.2.2 35kV側主接線方案選取</p><p>　　本次設計中35kV側進出線共6回，本

69、期4回，為了滿足主接線設計的設計原則和基本要求，擬選用單母線分段接線和單母線接線兩種方案，下面分別對這兩種方案進行分析比較。</p><p>　　方案一、單母線分段接線如圖3-3所示</p><p>　　圖3-3 單母線分段接線</p><p><b>　　1、優(yōu)點</b></p><p>　　（1）用斷路器把母線分段后

70、，對重要負荷可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。</p><p>　?。?）當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。</p><p><b>　　2、缺點</b></p><p>　?。?）當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電。</p>

71、<p>　?。?）當出線回路為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　?。?）擴建時需要向兩個方向均衡擴建。</p><p><b>　　3、適用范圍</b></p><p>　?。?）6-10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時。</p><p>　?。?）35-63kV配電裝置出線回路數(shù)為

72、4-8回時。</p><p>　?。?）110-220kV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時。</p><p>　　方案二、單母線接線如圖3-4所示</p><p>　　圖3-4 單母線接線</p><p><b>　　1、優(yōu)點</b></p><p>　　接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采

73、用成套配電裝置。</p><p><b>　　2、缺點</b></p><p>　　不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電，單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障段的供電。</p><p><b>　　3、適用范圍<

74、;/b></p><p>　　一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的以下三種情況：</p><p>　?。?）6-10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。</p><p>　?。?）35-63kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。</p><p>　?。?）110-220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回。</p><

75、p><b>　　方案比較與選擇：</b></p><p>　　本設計有兩臺主變壓器，35kV側進出線共6回，本期4回，宜采用方案一。方案二雖然操作方便，便于擴建，但是接線太過簡單，不夠靈活可靠，不能滿足供電可靠性。因此，35kV側選用單母線分段接線。</p><p>　　3.2.3 10kV側主接線方案選取</p><p>　　本設計10

76、kV側出線共計10回，本期8回，考慮到供電靈活性和可靠性，擬選用單母線分段接線和單母線接線兩種方案，下面分別對這兩種方案進行分析比較。</p><p>　　方案一、單母線分段接線如圖3-5所示</p><p>　　圖3-5 單母線分段接線</p><p><b>　　1、優(yōu)點</b></p><p>　?。?）用斷路器把

77、母線分段后，對重要負荷可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。</p><p>　?。?）當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。</p><p><b>　　2、缺點</b></p><p>　?。?）當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電。</p

78、><p>　?。?）當出線回路為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　　（3）擴建時需要向兩個方向均衡擴建。</p><p><b>　　3、適用范圍</b></p><p>　?。?）6-10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時。</p><p>　?。?）35-63kV配電裝置出

79、線回路數(shù)為4-8回時。</p><p>　?。?）110-220kV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時。</p><p>　　方案二、單母線接線如圖3-6所示</p><p><b>　　1、優(yōu)點</b></p><p>　　接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。</p><p>

80、;<b>　　2、缺點</b></p><p>　　不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電，單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障段的供電。</p><p>　　圖3-6 單母線接線</p><p><b>　　3、適用

81、范圍</b></p><p>　　一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的以下三種情況：</p><p>　?。?）6-10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。</p><p>　　（2）35-63kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。</p><p>　　（3）110-220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回。</p>

82、<p><b>　　方案比較與選擇：</b></p><p>　　本設計10kV側出線共計10回，本期8回，宜選用方案一。方案二雖然操作方便，便于擴建，但是接線太過簡單，不夠靈活可靠，不能滿足供電可靠性。因此，10kV側選用單母線分段接線。</p><p><b>　　4 短路電流的計算</b></p><p>

83、;　　4.1 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>　?。?）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>　?。?）在設計屋外

84、高壓配電裝置時，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。</p><p>　?。?）接地裝置的設計，也需用短路電流。</p><p>　　4.2 短路電流計算的一般規(guī)定</p><p>　　1、計算的基本情況：</p><

85、;p>　　（1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行；</p><p>　　（2）所有同步電機都具有自動調整勵磁裝置；</p><p>　?。?）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；</p><p>　?。?）所有電源的電動勢相位角相同；</p><p>　?。?）應考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻對異步電動機的

86、作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。</p><p>　　2、接地方式：計算短路電流時所用的接地方式應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接地方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接地方式。</p><p>　　3、計算容量：應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展計劃（一般考慮本工程建成后5-10年）。</p><p&

87、gt;　　4、短路種類：一般按三相短路計算，若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相或兩相接地短路較三相短路情況嚴重時，則應該按嚴重情況的情況校驗。</p><p>　　5、短路計算點：在正常接地方式時，通過電氣設備的短路電流最大的點成為短路計算點。對于6-10kV出線與廠用分支線回路，在選擇母線至母線隔離開關之間的引線、套管時，短路計算點應該取在電抗器前，選擇其余的導體和電器時，短

88、路計算點一般取在電抗器后。</p><p>　　4.3 短路電流計算</p><p>　　為選擇110kV、35kV、10kV配電裝置的電器和導體，需計算在最大運行方式下流過電氣設備的短路電流，變電站用電回路共選3個短路點，即：、、。</p><p>　　系統(tǒng)為無限大容量，選。</p><p>　　4.3.1 各元件電抗計算及等值電路圖<

89、;/p><p>　　等值電路圖及其各元件電抗計算為了計算不同短路點的短路電流值，需要將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的等值網絡，常常采用的方法有：網絡等值變換、利用網絡的對稱性簡化、并聯(lián)電源支路的合并和分布系數(shù)法四種。</p><p>　　根據本設計所選主接線方式和長期運行方式（兩臺主變壓器并聯(lián)運行），對網絡圖進行簡化。</p><p>　　繪制網絡等值電路如圖4-1

90、所示。</p><p>　　圖4-1 短路電流計算等值網絡電路圖</p><p><b>　　線路電抗的計算：</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　由公式（4-1）計算得出：</p><p><b>　　變壓器電抗的計算：&l

91、t;/b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　根據所選主變壓器型號，查表得：</p><p><b>　　阻抗電壓分別為</b></p><p>　　由公式（4-2）可得出阻抗的標幺值</p><p>　　由于本設計是兩臺變壓器并聯(lián)運行

92、，所以：</p><p>　　4.3.2 110kV母線側短路電流的計算</p><p><b>　　點短路：</b></p><p>　　等值電路如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 點短路電流等值電路圖</p><p><b>　　點轉移阻抗：</b></

93、p><p><b>　　對點：</b></p><p><b>　　對點：</b></p><p><b>　　、總的轉移阻抗：</b></p><p>　　短路電流標幺值的計算</p><p><b>　?。?-3）</b></

94、p><p><b>　　有名值的計算</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　沖擊值的計算</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　短路容

95、量的計算</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　全電流最大有效值的計算</p><p><b>　　（4-7）</b></p><p>　　由公式（4-3）計算得出短路電流標幺值</p><p>　　由公式（4-4）計算得出有

96、名值</p><p>　　由公式（4-5）計算得出沖擊值</p><p>　　由公式（4-6）計算得出短路容量</p><p>　　由公式（4-7）計算得出全電流最大有效值</p><p>　　4.3.3 35kV母線側短路電流的計算</p><p><b>　　點短路：</b></p>

97、;<p>　　等值電路如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 點短路電流等值電路圖</p><p><b>　　點的轉移阻抗：</b></p><p><b>　　對點：</b></p><p><b>　　對點：</b></p><p

98、><b>　　、總的轉移阻抗：</b></p><p>　　由公式（4-3）計算得出標幺值</p><p>　　由公式（4-4）計算得出有名值</p><p>　　由公式（4-5）計算得出沖擊值</p><p>　　由公式（4-6）計算得出短路容量</p><p>　　由公式（4-7）計算得

99、出全電流最大有效值</p><p>　　4.3.4 10kV母線側短路電流的計算</p><p><b>　　點短路：</b></p><p>　　等值電路如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 點短路電流等值電路圖</p><p><b>　　點的轉移阻抗：</b>

100、</p><p><b>　　對點：</b></p><p><b>　　對點：</b></p><p><b>　　、總的轉移阻抗：</b></p><p>　　由公式（4-3）計算得出標幺值</p><p>　　由公式（4-4）計算得出有名值<

101、/p><p>　　由公式（4-5）計算得出沖擊值</p><p>　　由公式（4-6）計算得出短路容量</p><p>　　由公式（4-7）計算得出全電流最大有效值</p><p>　　短路電流計算結果統(tǒng)計如表4-1所示。</p><p>　　表4-1 短路電流計算統(tǒng)計表</p><p><b

102、>　　5 電氣設備的選擇</b></p><p>　　5.1 電氣設備選擇的一般原則</p><p>　　供配電系統(tǒng)中的電氣設備時在一定的電壓、電流、頻率和工作環(huán)境條件下工作的，電氣設備的選擇，除了應滿足在正常工作時能安全可靠運行，適應所處的位置（戶內或戶外）、環(huán)境溫度、海拔高度，以及防塵、防火、防腐、防爆等要求，還應滿足在短路故障時不至損壞的條件，開關電器還必須具有足夠

103、的斷流能力。</p><p>　　電氣設備的選擇應遵循以下4個原則。</p><p>　　1、按工作要求和環(huán)境條件選擇電氣設備的型號。</p><p>　　2、按正常工作條件選擇電氣設備的額定電壓和額定電流。</p><p>　?。?）按工作電壓選擇電氣設備的額定電壓。電氣設備的額定電壓應不低于其所在線路的額定電壓，即</p>

104、<p><b>　?。?-1）</b></p><p>　?。?）按最大負荷電流選擇電氣設備的額定電流。電氣設備的額定電流應不小于實際通過它的最大負荷電流（或計算電流），即</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　或

105、 （5-3）</p><p>　　3、按短路條件校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。</p><p>　　為了保證電氣設備在短路故障時不至損壞，就必須按最大短路電流校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定是指電氣設備在沖擊短路電流所產生的點動力作用下，電氣設備不至損壞。熱穩(wěn)定是指電氣設備載流導體在穩(wěn)態(tài)短路電流作用下，其發(fā)熱溫度不超過載流導體短時的允許發(fā)

106、熱溫度。</p><p>　　4、開關電器斷流能力校驗</p><p>　　斷路器和熔斷器等電氣設備擔負著切斷短路電流的任務，必須可靠地切斷通過的最大短路電流，因此，開關電器還必須校驗其斷流能力，其斷流容量不小于安裝地點最大三相短路容量。</p><p>　　5.2 高壓開關電器的選擇</p><p>　　高壓開關電器主要指高壓斷路器、高壓熔

107、斷器、高壓隔離開關和高壓負荷開關。高壓斷路器、高壓隔離開關和高壓負荷開關的具體選擇原則如下：</p><p>　　1、根據使用環(huán)境和安裝條件來選擇設備的型號。</p><p>　　2、在正常條件下，由公式（5-1）和公式（5-2）分別選擇設備的額定電壓和額定電流。</p><p><b>　　3、短路校驗：</b></p><

108、;p><b>　　（1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　電氣設備的極限通過電流應不小于設備安裝的最大沖擊短路電流，即</p><p><b>　　（5-4）</b></p><p>　　或 （5-

109、5）</p><p>　　式中，為電氣設備的極限通過電流峰值；為電氣設備的極限通過電流有效值。</p><p><b>　?。?）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　電氣設備允許的短時發(fā)熱應不小于設備安裝處的最大短路發(fā)熱，即</p><p><b>　?。?-6）</b></p>

110、<p>　　式中，為電氣設備的t秒熱穩(wěn)定電流；t為熱穩(wěn)定時間。</p><p>　　4、開關電器斷流能力校驗：對具有斷流能力的高壓開關設備需校驗其斷流能力。開關電氣設備的斷流容量不小于安裝地點最大三相短路容量，即</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　或

111、 （5-8）</p><p>　　式中，，為開關電器的最大開斷電流和開斷容量。</p><p>　　5.2.1 高壓斷路器的選擇</p><p><b>　　1、110kV側</b></p><p><b>　　點的短路參數(shù)：</b><

112、;/p><p><b>　　;</b></p><p>　　查設備手冊試選LW35-126型六氟化硫斷路器。LW35-126型六氟化硫斷路器的參數(shù)如下：</p><p>　　額定電壓，額定電流，三秒熱穩(wěn)定電流，額定短路開斷電流，額定峰值耐受電流，額定短路關合電流。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</

113、b></p><p>　　由公式（5-4）、（5-5）進行校驗，得出</p><p>　　所以，動穩(wěn)定校驗合格。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　?。?-10）<

114、/b></p><p>　　T=保護時間+全分閘時間=0.5+0.1=0.6s</p><p>　　查表得：，由公式（5-10）計算得出</p><p>　　由公式（5-9）計算得出</p><p>　　由公式（5-6）進行校驗，得出</p><p>　　所以，熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p&

115、gt;　　因此，所選斷路器滿足要求。</p><p><b>　　2、35kV側</b></p><p><b>　　點的短路參數(shù)：</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　通常35kV電壓等級采用屋內配電裝置，那么將選用高壓開關柜。查設備手冊試選Z

116、N39-40.5型真空斷路器。ZN39-40.5型真空斷路器的參數(shù)如下：</p><p>　　額定電壓，額定電流，四秒熱穩(wěn)定電流，額定短路開斷電流，額定峰值耐受電流，額定短路關合電流。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　由公式（5-4）、（5-5）進行校驗，得出</p><p>　　所

117、以，動穩(wěn)定校驗合格。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　T=保護時間+全分閘時間=0.5+0.1=0.6s</p><p>　　查表得：，由公式（5-10）計算得出</p><p>　　由公式（5-9）計算得出</p><p>　　由公式（5-6）進行校驗，得出

118、</p><p>　　所以，熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p>　　因此，所選斷路器滿足要求。</p><p><b>　　3、10kV側</b></p><p><b>　　點的短路參數(shù)：</b></p><p><b>　　;</b></p>

119、;<p>　　由于10kV選用為戶內成套設備，根據廠家提供的型號，選空氣絕緣鎧裝移開式KYN28型開關柜。</p><p>　　斷路器型號為ZN63A-12，其參數(shù)如下：</p><p>　　額定電壓，額定電流，四秒熱穩(wěn)定電流，額定短路開斷電流，額定峰值耐受電流，額定短路關合電流。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b>

120、</p><p>　　由公式（5-4）、（5-5）進行校驗，得出</p><p>　　所以，動穩(wěn)定校驗合格。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　T=保護時間+全分閘時間=1.9+0.1=2s</p><p>　　查表得：，由公式（5-10）計算得出</p&

121、gt;<p>　　由公式（5-9）計算得出</p><p>　　由公式（5-6）進行校驗，得出</p><p>　　所以，熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p>　　因此，所選斷路器滿足要求。</p><p>　　高壓斷路器的選擇結果見表5-1。</p><p>　　表5-1高壓斷路器的選擇結果</p&g

122、t;<p>　　5.2.2 高壓隔離開關的選擇</p><p><b>　　1、110kV側</b></p><p><b>　??；</b></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，額定電流，動穩(wěn)定電流，五秒熱穩(wěn)定電流14k

123、A。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　由公式（5-4）、（5-5）進行校驗，得出</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　由公式（5

124、-6）進行校驗，得出</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p>　　所以，所選隔離開關滿足要求。</p><p><b>　　2、35kV側</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　查設備手冊試選G

125、N19-40.5型隔離開關，參數(shù)如下：</p><p>　　額定電壓，額定電流，動穩(wěn)定電流，四秒熱穩(wěn)定電流50kA。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　由公式（5-4）、（5-5）進行校驗，得出</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗合格。</b></p&g