110kv變電站電氣一次部分初步設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著電力技術高新化、復雜化的迅速發(fā)展，電力系統在從發(fā)電到供電的所有領域中，通過新技術的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統中一個關鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術領域得到了充分的發(fā)展。</p><p>　　根據設計任務書的要求，本次設計為110kV變電站電氣一次部分初步設計，并繪制電氣主接線圖及其他圖紙

2、。首先，進行了電氣主接線的選擇，把電氣主接線分為110kV、35kV和10kV三個電壓等級，經過各個方案的優(yōu)缺點比較，確定了各個電壓等級分別采用單母線分段帶旁母接線、單母線分段帶旁母接線和單母線分段接線。其次，根據要求進行了主變壓器的選擇、短路電流計算、主要電氣設備選擇及校驗，包括斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、母線等。最后，對防雷保護和接地方案的設計進行了選擇。</p><p>　　關鍵詞：變電站；主

3、變壓器； 防雷保護 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Along with the economic development and the modern industry developments of quick rising, the design of the power supply system become m

4、ore and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the

5、higher and more perfect request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the e</p><p>　　From the guide of engineering design assignment, we h

6、ave to design primary power-system of 110kV substation and draw main electrical one-line diagram and others. First, the main electrical connection can be divided into three voltage grades: 110kV, 35kV with 10kV.It deposi

7、ts sectionalized single bus bar scheme, sectionalized single and sectionalized single bus bar scheme per grade. Second, there is a design for main electrical connection in this engineering, the calculation for short-circ

8、uit ele</p><p>　　Keywords：substation; the main transformer; lightning protection</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1引言1</b></p><p>　　1.1設計的目的與意義1

9、</p><p>　　1.2負荷情況及分析1</p><p>　　1.3設計的任務2</p><p>　　2電氣主接線及設計3</p><p>　　2.1 電氣主接線設計的基本要求3</p><p>　　2.2 主接線接線方式概述4</p><p>　　2.2.1 110kV電氣主接線

10、6</p><p>　　2.2.2 35kV電氣主接線8</p><p>　　2.2.3 10kV電氣主接線9</p><p>　　3主變壓器的選擇11</p><p>　　3.1 主變壓器臺數的確定11</p><p>　　3.2主變壓器容量的選擇11</p><p>　　3.3

11、繞組數量和連接形式的選擇12</p><p>　　3.4 主變型式的選擇13</p><p>　　3.5 冷卻方式的選擇13</p><p>　　3.6主變型號的選擇13</p><p>　　4短路電流的計算15</p><p>　　4.1計算短路電流的目的15</p><p>　　

12、4.2短路電流的計算步驟及結果16</p><p>　　5電氣設備的選擇與校驗23</p><p>　　5.1 電氣設備選擇的一般條件23</p><p>　　5.2 斷路器的選擇25</p><p>　　5.2.1斷路器種類選擇25</p><p>　　5.2.2斷路器型號的選擇和校驗26</p&g

13、t;<p>　　5.3隔離開關的選擇28</p><p>　　5.4電流互感器的選擇31</p><p>　　5.5 電壓互感器的選擇34</p><p>　　5.6母線的選擇35</p><p>　　6防雷與接地方案的設計38</p><p>　　6.1 防雷設計38</p>

14、<p>　　6.1.1防雷設計原則38</p><p>　　6.1.2 避雷器的選擇38</p><p>　　6.1.3 避雷針的配置41</p><p>　　6.2 接地設計42</p><p>　　6.2.1 接地設計的原則42</p><p>　　6.2.2 接地網型式選擇及優(yōu)劣分析43&l

15、t;/p><p><b>　　7結論與展望44</b></p><p><b>　　致 謝45</b></p><p><b>　　參考文獻46</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　1.1設

16、計的目的與意義</p><p>　　隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶對供電質量的要求日益提高。國家提出了加快城網和農網建設及改造、拉動內需的發(fā)展計劃。變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，它通過其變壓器將各級電壓的電網聯系起來，在電力系統中起著至關重要的作用。近年來110kV變電站的建設迅猛發(fā)展?？茖W的變電站設計方案能夠提升配電網的供電能力和適應性，降低配電網

17、損耗和供電成本，減少電力設施占地資源，體現“增容、升壓、換代、優(yōu)化通道”的技術改造思路。同時可以增加系統的可靠性，節(jié)約占地面積，使變電站的配置達到最佳，不斷提高經濟效益和社會效益。</p><p>　　1.2負荷情況及分析</p><p><b>　?、旁假Y料分析</b></p><p>　　此變電站是為了某地區(qū)電力系統的發(fā)展而擬建的，按規(guī)劃

18、要求，待建變電站有110kV、35kV和10kV三個電壓等級：110kV出線2回，35kV出線8回，10kV出線6回，并且35kV的負荷為重要用戶，需保證不間斷供電。變電站總負荷考慮5-10年發(fā)展規(guī)劃，無功補償裝置采用電力電容四組，容量為4×30000kvar。 35kV和10kV本期用戶負荷統計資料見表1-1和表1-2。</p><p>　　表1-1 35kV用戶負荷統計資料</p>

19、<p>　　表1-2 10kV用戶負荷統計資料</p><p><b>　?、曝摵煞治?lt;/b></p><p><b>　?、?5kV側：</b></p><p>　　設35kV功率因數為0.85</p><p>　?。剑?135+3150+5000+4500+2000+2500+80

20、00+5000）*0.85＝32542.25kW</p><p>　　=(8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000) *0.53=20291.05kvar</p><p>　?。?135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000＝38285kVA </p><p><b>　?、?0kV側：

21、</b></p><p>　?。?800+900+2100+2400+2000+2000＝11200kW</p><p>　　=(1800+900+2100+2400+2000+2000) *0.53/0.85=6983.53kvar</p><p>　?。剑?12002+6983.532）1/2＝13198.85kVA</p><p

22、>　　所以：＝+=32542.25+11200=43742.2 kW</p><p>　?。?=38285+13198.85＝51483.85kVA</p><p><b>　　1.3設計的任務</b></p><p>　?。?）學習和掌握變電站電氣部分設計的基本方法</p><p>　?。?）熟悉各種電氣主接線方

23、式，掌握各種方式的倒閘操作順序</p><p>　?。?）熟悉所選用電氣設備的工作原理和性能以及運行使用中的注意事項</p><p>　?。?）培養(yǎng)獨立分析和解決問題的能力及實際工程設計的基本技能</p><p><b>　　2電氣主接線及設計</b></p><p>　　電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設計的首要部分，也

24、是構成電力系統的主要環(huán)節(jié)。電氣主接線又稱為電氣一次接線，它是將電氣設備以規(guī)定的圖形和文字符號，按電能生產、傳輸、分配順序及相關要求繪制的單相圖。主接線設計必須經過技術與經濟的充分論證比較，綜合考慮各個方面的影響因素，最終確定最佳方案。</p><p>　　2.1 電氣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、經濟性三方面。</p

25、><p><b>　?、趴煽啃?lt;/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，而且也是電力生產和分配的首要要求。主接線可靠性的基本要求通常包括以下幾個方面。</p><p>　?、贁嗦菲鳈z修時，不宜影響對系統供電。</p><p>　?、诰€路、斷路器或母線故障時，以及母線或母

26、線隔離開關檢修時，盡量減少停運出線回路數和停電時間，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，不應危及電力系統穩(wěn)定運行。</p><p><b>　?、?靈活性</b></p><p>　　主接線正常運行時可以根據

27、調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的。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條件下，接線簡單。 操作方便，盡可能的使操作步驟少，以便于運行人員掌握，不致在操作過程中出差錯。</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，方便的改變運行方式。并且在發(fā)生故障時，要能盡快的切除故障，使停電時間最短，影

28、響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統的穩(wěn)定運行。</p><p>　?、蹟U建的方便性。對于將來要擴建的變電站，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，還要考慮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>

29、　?、?經濟性</b></p><p>　　主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經濟合理。</p><p>　?、偻顿Y省。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)省開關電器數量、選用價廉的電器或輕型電器，以便降低投資。</p><p>　?、谡嫉孛娣e小。主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構架、導線、絕緣子及安裝費用。在不

30、受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。</p><p>　?、垭娔軗p失少。在變電站中，電能損耗主要來自于變壓器，應經濟合理的選擇變壓器的型式、容量和臺數，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。</p><p>　　2.2 主接線接線方式概述</p><p>　　主接線的基本接線形式就是主要電氣設備常用的幾種連接方式，以電源和出線為主體，在進出線路多時（一般超過四回

31、）為便于電能的匯集和分配，常設置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用開關電器較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的變電站。</p><p>　　有匯流母線的接線形式概括的可分為單母線接線和雙母線接線兩大類；無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。</p><p><b>

32、;　?、艈文妇€接線</b></p><p>　　單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進線回路。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電源獲得電能。各出線回路輸入功率不一定相等，應盡可能使負荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上的傳輸。</p><p>　　單母接線的優(yōu)點：接線簡單，操作方便、設備少、經濟性好，并且母線便于向兩端延伸，擴建方便。缺點：(1

33、)可靠性差。母線或母線隔離開關檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長期停電。(2)調度不方便，電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側發(fā)生短路時，有較大的短路電流。</p><p>　　單母接線適用于：110～220kV配電裝置的出線回路數不超過兩回，35～63kV配電裝置的出線回路數不超過3回，6～10kV配電裝置的出線回路數不超過5回。故220kV可采用單母接線。</p>&

34、lt;p><b>　?、茊文阜侄谓泳€</b></p><p>　　單母線用分段斷路器進行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將用戶停電；兩段母線同時故障的幾率甚小，可以不予考慮。但是，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，而出線為雙回時，常使架空線路出現交叉跨越，擴

35、建時須向兩個方向均衡擴建。</p><p>　　單母分段適用于：110～220kV配電裝置的出線回路數為3～4回，35～63kV配電裝置的出線回路數為4～8回，6～10kV配電裝置的出線為6回及以上。故110kV和10kV可采用單母分段接線。</p><p>　?、?單母線分段帶旁路母線的接線</p><p>　　單母線分段斷路器帶有專用旁路斷路器母線接線極大地提高

36、了可靠性，但這增加了一臺旁路斷路器，大大增加了投資。</p><p>　　適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為35～110kV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。故110kV可采用單母線分段帶旁路接線，因出線為2回，可采用旁路斷路器兼做分段斷路器的接線。 </p><p><b>　?、入p母線接線</b></p><p>　　雙

37、母接線有兩種母線，并且可以互為備用。每一個電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關，可分別與兩組母線接線連接。兩組母線之間的聯絡，通過母線聯絡斷路器來實現。其特點有：供電可靠、調度靈活、擴建方便等特點。</p><p>　　由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的6～10kV 配電裝置；35～60kV 出線數超過8 回，或連接電源較大、負荷較大時；110～220kV 出線數為5 回及以上時

38、。故10kV出線帶電抗器可采用雙母線接線,110kV、220kV也可以采用雙母線接線。</p><p><b>　?、呻p母線分段接線</b></p><p>　　為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母分段接線，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。雙母接線分段接線比雙母接線的可靠性更高，

39、當一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護作用下，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切換到備用母線上，即可恢復供電。這樣，只是部分短時停電，而不必短期停電。</p><p>　　雙母線分段接線被廣泛用于發(fā)電廠的發(fā)電機電壓配置中，同時在220～550kV 大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線，也有采用雙母線分四段接線

40、的。</p><p>　?、孰p母線帶旁路母線的接線</p><p>　　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。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。</p><p><b>　?、藰蛐徒泳€</b></p&g

41、t;<p>　　當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋行接線，所用斷路器數目最少，它可分為內橋和外橋接線。</p><p>　　內橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經常切除，采用內橋式接線。當變壓器故障時，需停相應的線路。</p><p>　　外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經濟運行的要求需經常切換，或系統有穿越功率，較為適宜。當線路故障時需停相應的

42、變壓器。</p><p>　　所以，橋式接線雖然有使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點，但是可靠性較差。故220kV的系統可以采用外橋接線，因一般都有穿越功率。</p><p><b>　?、探切谓泳€</b></p><p>　　多角形接線的各斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形，是單環(huán)形接線。為減少因斷路器檢修而開環(huán)運行的時間，保證角形接線運行可靠性

43、，以采用3～5角形為宜。優(yōu)點是：投資省，占地面積少，接線成閉合環(huán)形，可靠性靈活性較高。缺點是：任一臺斷路器檢修，都成開環(huán)運行，從而降低了接線的可靠性，不易于擴建等。</p><p>　　適用于：回路數較少且能一次建成、不需要再擴建的110kV及以上的配電裝置中。故110kV和220kV可采用角形接線。</p><p><b>　　⑼單元接線</b></p>

44、<p>　　變壓器—線路單元接線最簡單、設備最少，不需高壓配電裝置，但線路故障或檢修時，變壓器停運，變壓器故障或檢修時，線路停運。</p><p>　　適用于只有一臺變壓器和一回線路時，故不采用。</p><p>　　2.2.1 110kV電氣主接線</p><p>　　由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統的發(fā)展而擬建的。變電站110kV側和10kV側，均

45、為單母線分段接線。110kV～220kV出線數目為5回及以上或者在系統中居重要地位，出線數目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV～110kV系統中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路母線。 </p><p>　　根據以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖2-1及圖2-2所示。</p><p>　　圖2-1單母線分段帶旁母接線</p>&

46、lt;p>　　圖2-2 雙母線帶旁母接線</p><p>　　對圖2-1及圖2-2所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表2-1。</p><p>　　表2-1 主接線方案比較表</p><p>　　在技術上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經濟上則方案Ⅰ占優(yōu)勢。經綜合分析，決定選第種方案Ⅰ為設計的最終方案</p><p>　　2.2.2

47、35kV電氣主接線</p><p>　　電壓等級為35kV～60kV，出線為4～8回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時，可增設旁路母線。所以，35kV～60kV采用雙母線接線時，不宜設置旁路母線，有條件時可設置旁路隔離開關。根據上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖2-3及圖2-4所示。</p><p>　　圖

48、2-3單母線分段帶旁母接線</p><p><b>　　圖2-4雙母線接線</b></p><p>　　對圖2-3及圖2-4所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較。見表2-2</p><p>　　表2-2 主接線方案比較</p><p>　　經比較兩種方案都具有易擴建這一特性。雖然方案Ⅰ可靠性、靈活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的經濟性。鑒

49、于此電壓等級不高，可選用投資小的方案Ⅰ。</p><p>　　2.2.3 10kV電氣主接線</p><p>　　6～10kV配電裝置出線回路數目為6回及以上時，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合。 述兩種方案如圖2-5及圖2-6所示。</p><p>　　圖2-5單母線分段接線</p&

50、gt;<p><b>　　圖2-6雙母線接線</b></p><p>　　對圖2-5及圖2-6所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表2-3</p><p>　　表2-3 主接線方案比較</p><p>　　經過綜合比較方案Ⅰ在經濟性上比方案Ⅱ好，且調度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案Ⅰ。</p><p><

51、;b>　　3主變壓器的選擇 </b></p><p>　　在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。</p><p>　　3.1 主變壓器臺數的確定</p><p>　?。?）對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。</p><p>　　（2）對地

52、區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性。</p><p>　?。?）對于規(guī)劃只裝設兩臺主變壓器的變電所，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。</p><p>　　此設計中的變電所符合（1）情況，故主變設計為兩臺。</p><p>　　3.2主變壓器容量的選擇</p><p>　　容量選擇的要求：站用變電

53、站的容量應滿足正常的負荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用。</p><p><b>　　主變壓器容量的確定</b></p><p>　　主變壓器的確定除依據傳遞容量基本原始資料外，還應根據電力系統5～10年規(guī)劃發(fā)展，并適當考慮到遠期10～20年的負荷發(fā)展。</p><p>　　同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多,應從全網

54、出發(fā),推行系列化,標準化.</p><p>　　——某電壓等級的計算負荷</p><p>　　——同時系數 ，取0.9 </p><p>　?。ァ撾妷旱燃夒娋W的線損率，一般取5%</p><p>　　、cos——各用戶的負荷和功率因數</p><p>　　因為此變電站主變選擇是兩臺變壓器,單臺變壓器容量式中 &

55、lt;/p><p>　　Se按一臺主變壓器停運時,其余變壓器容量不應小于60-80%的全部負荷或全部重要負荷，并保證I類、Ⅱ類負荷的可靠性供電考慮:</p><p>　　≧×70﹪=48631.09×0.7=34041.76kVA</p><p>　　所以單臺主變變壓器的容量為50000kVA</p><p>　　變壓器額定電

56、壓規(guī)定：變壓器一次繞組的額定電壓等于用電設備的額定電壓。但是，當變壓器的一次繞組直接與發(fā)電機的出線端相連時，其一次繞組的額定電壓應與發(fā)電機額定電壓相同，即U1=Ue。變壓器的二次繞組的額定電壓比同級電力網的額定電壓高10﹪，即U2=1.1Ue.但是10KV及以下電壓等級的變壓器的阻抗壓降在7.5﹪以下。若線路短，線路上壓降小，其二次繞組額定電壓可取1.05Ue。</p><p>　　因此，高壓側額定電壓：110（

57、kV）</p><p>　　中壓側額定電壓：35×1.05=36.75（kV）</p><p>　　低壓側額定電壓：10×1.05=10.05（kV）</p><p>　　3.3 繞組數量和連接形式的選擇</p><p>　　具有三種電壓等級的變電所，如各側的功率均達到主變壓器額定容量的15%以上，或低壓側雖無負荷，但需要

58、裝設無功補償設備時，主變壓器一般選用三繞組變壓器。因為單相變壓器組相對投資大、占地多、運行損耗也較大，同時配電裝置結構復雜，也增加了維修工作量。</p><p>　　變壓器繞組的連接方式必須和系統電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統采用的繞組連接方式只要有丫和△，高、中、低三側繞組如何結合要根據具體工作來確定。我國110kV 及以上電壓，變壓器三相繞組多采用YN連接,即三相星形接線，中性點直接接地；35kV亦

59、采用丫連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV 以下電壓，變壓器三相繞組多采用△連接即三角形接法。由于35kV 采用丫連接方式，與220、110 系統的線電壓相位角為0，這樣當變壓變比為220/110/35kV，高、中壓為自耦連接時，否則就不能與現有35kV 系統并網。因而就出現所謂三個或兩個繞組全星接線的變壓器，全國投運這類變壓器約40～50 臺。</p><p>　　在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統或機組的

60、同步并列要求以及限制3次諧波對電源的影響等因素，主變壓器聯結組號一般都選用YND11常規(guī)接線。</p><p>　　3.4 主變型式的選擇</p><p>　　10 kV降壓變一般可采用油浸式和干式兩種</p><p>　　油浸式和干式相比較，油浸式過載能力強，維修簡便，屋內外均可布置，價格便宜。干式變壓防火性能好，布置簡單，屋內置，在電壓開關柜附近，縮 短了電纜長

61、度并提高供電靠性，干凈，但過載能力低，絕緣余度小，價格貴。</p><p>　　根據各自特點，結合本站容量大，過載能力要強，且屬于一般變電所，所以主變適合用油浸式，站用變適用干式。</p><p>　　3.5 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、強迫風冷卻、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。隨著變壓器容量的增

62、大，從左到右冷卻能力越來越強，造價也越高。而冷卻系統故障時，變壓器允許的過負荷時間，直接影響冷卻系統的供電可靠性。中小型變壓器通常采用依靠裝在變壓器油箱上的片狀或管形輻射式冷卻器及電動風扇的自然風冷卻及強迫風冷卻方式散發(fā)熱量。</p><p>　　根據要求及維護工作量，根據本所主變壓器的容量推薦選用自然風冷的冷卻方式。</p><p>　　根據電氣工程電氣設計手冊，冷卻系統故障時，變壓器允

63、許過負荷，采用油浸風冷變壓器，當冷卻系統發(fā)生故障切除全部風扇時，允許帶額定負荷運行的時間不超過下表規(guī)定值。</p><p>　　表3-1 不同溫度下負荷運行時間對比表</p><p>　　3.6主變型號的選擇</p><p>　　終下所述，選擇SSZ10-50000/110±2×2.5%銅繞組有載調壓變壓器。之所以選擇它是因為銅的電阻率比鋁的小，

64、機械強度比鋁好，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定比鋁的好。在兩種用途，</p><p>　　結構及外形均相似的情況下，選擇SSZ10-50000/110±2×2.5%更好。</p><p>　　該型號變壓器為銅繞組有載調壓變壓器，在電網電壓波動時，它能在負荷運行條件下自動或手動調壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質量，且該變壓器屬節(jié)能型產品。</p><p>　

65、　表3-2變壓器型號參數對比表</p><p><b>　　4短路電流的計算</b></p><p>　　4.1計算短路電流的目的</p><p>　　短路故障對電力系統的正常運行影響很大，所造成的后果也十分嚴重，因此在系統的設計，設備的選擇以及系統運行中，都應該著眼盡量限制所影響的范圍。短路的問題一直是電力技術的基本問題之一，無論從設計、制造

66、、安裝、運行和維護檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產生和變化規(guī)律，掌握分析計算短路電流的方法。</p><p>　　短路電流計算具體目的是；</p><p>　　⑴選擇電氣設備。電氣設備，如開關電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設備的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗是以短路電流計算結果為依據的。</p><p>　?、评^電保護

67、的配置和整定。系統中影配置哪些繼電保護以及繼電保護裝置的參數整定，都必須對電力系統各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網絡各支路中的分布，并要作多種運行方式的短路計算。</p><p>　?、请姎庵鹘泳€方案的比較和選擇。在發(fā)電廠和變電所的主接線設計中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當改變接線或

68、采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經濟的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容。</p><p>　　①通信干擾。在設計110kV及以上電壓等級的架空輸電線時，要計算短路電流，以確定電力線對臨近架設的通信線是否存在危險及干擾影響。</p><p>　?、诖_定分裂導線間隔棒的間距。在500kV配電裝置中，普遍采用分裂導線做軟導線。當發(fā)生短路故障時，分裂導線在巨大的

69、短路電流作用下，同相次導線間的電磁力很大，使導線產生很大的張力和偏移，在嚴重情況下，該張力值可達故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對導線、絕緣子、架構等的受力影響很大。因此，為了合理的限制架構受力，工程上要按最大可能出現的短路電流確定分裂導線間隔的安裝距離。</p><p>　?、鄱搪冯娏饔嬎氵€有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計算軟導線的短路搖擺，輸電線路分裂導線間隔棒所承

70、受的向心壓力等。</p><p>　　4.2短路電流的計算步驟及結果</p><p><b>　　系統等效圖如下：</b></p><p>　　圖4-1 系統等效圖</p><p>　　(1)作電力系統結構簡圖的等值電路圖</p><p>　　基準容量：100MVA</p><

71、p>　　基準電壓：各級平均電壓</p><p>　　設計條件：假設電源S1、S2為無線大系統，假設110kV線路L2為10km，110kV線路L3為7km。</p><p>　?、龠x擇基準容量、基準電壓：=100MVA 、=115kV 、=37kV、=10.5kV </p><p><b>　　則基準電流</b></p>&

72、lt;p>　　基準電抗 X d1 = </p><p><b>　　X d2= </b></p><p>　　②計算各條線路的阻抗值</p><p>　　參考《電力工程電氣設計手冊》，架空線路的單位電抗統一選0.4Ω/km，10kV電纜線的單位電抗統一選0.08Ω/km</p><p><b>　　

73、XL2=</b></p><p><b>　　XL3=</b></p><p>　　它們相對應的標幺值為：</p><p><b>　　=XL2×=</b></p><p><b>　　=XL3×=</b></p><p>

74、;　　歸算至本變電站110kV母線的系統阻抗為0.0125 </p><p>　?。?）計算短路點d1的短路電流參數</p><p>　　110kV側短路電流計算：</p><p>　　將圖4-2網絡中的三角形接線轉化為星形接線：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　電

75、源相對于d1的轉移電抗：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　則圖4-1可以轉化為：</p><p>　　4-2 110kV系統等效轉化圖</p><p>　　星形接線轉化為三角形接線</p><p>　　分別求Ⅰ、Ⅱ兩條支路的計算電抗：</p><p&

76、gt;　　按上述計算結果查汽輪機的計算表可知：</p><p><b>　　當s時</b></p><p>　　短路電流周期分量標幺值為：</p><p><b>　　當=4s時：</b></p><p><b>　　當2=2s時</b></p><p>

77、;　　因t=∞時和t=4s時，隨著計算電抗的減小，它們所對應的曲線逐漸重合，所以</p><p>　　(表示短路沖擊電流為周期分量幅值的倍數，其大小取決于，取值范圍為，在高電壓電路中一般取1.8)</p><p>　?。?）計算短路點d2的短路電流參數</p><p>　　35kV側短路電流計算：系統等效圖可轉換為</p><p>　　圖4-

78、3 35kV系統等效轉化圖</p><p>　　星形接線轉化為三角形接線</p><p>　　分別求Ⅰ、Ⅱ兩條支路的計算電抗</p><p>　　因兩個計算電抗有一個大于3，所以，，，時相等</p><p>　?。?）短路點d3的短路電流參數</p><p><b>　　系統等效圖可轉換為</b>

79、</p><p>　　圖4-4 10kV系統等效轉化圖</p><p>　　10kV側短路電流計算：</p><p>　　星形接線轉化為三角形接線</p><p>　　分別求Ⅰ、Ⅱ兩條支路的計算電抗</p><p>　　因兩個計算電抗有一個大于3，所以得：</p><p>　　（5） 短路電流計

80、算結果： </p><p>　　表4-1 短路電流計算結果</p><p><b>　　5設備的選擇與校驗</b></p><p>　　5.1 電氣設備選擇的一般條件</p><p>　　正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，

81、積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。</p><p>　　盡管電力系統中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是相同的。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。</p><p>　?、虐凑９ぷ鳁l件選擇：導體和電器的正常工作條件是指額定電壓、額定電流和自然環(huán)境條件三個方面。

82、</p><p><b>　?、兕~定電壓選擇：</b></p><p>　　在選擇設備時一般按照導體和電器的額定電壓不低于安裝地點電網額定電壓的條件選擇，即：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?、陬~定電流選擇：</b></p>

83、;<p>　　在規(guī)定的周圍介質極限溫度下，導體和電器的額定電流應不小于流過設備的最大持續(xù)電流 ，即：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　由于發(fā)電機、調相機和變壓器在電壓降低時出力保持不變，故其相應回路的最大持續(xù)工作電流 =1.05(為電機的額定電流)；母聯斷路器和母線分段斷路器回路的最大持續(xù)工作電流，一般取該母線上最大

84、一臺發(fā)電機或一組變壓器的；母線分斷斷路器回路的最大持續(xù)工作電流，按母線上事故切除最大一臺發(fā)電機時，這臺發(fā)電機額定電流的50%-80%計算；饋電線回路的最大持續(xù)工作電流，除考慮線路正常負荷電流外，還應包括線路損耗和事故轉移過來的負荷。</p><p>　?、郯串數丨h(huán)境條件校核</p><p>　　在選擇電器時，還應考慮電器安裝地點的環(huán)境條件，當溫度、風速、濕度、污穢等級、海拔高度、地震強度和

85、覆冰厚度等條件超過一般電器使用條件時，應向制造部門提出要求或采取相應的措施。例如，當地海拔高度超過制造部門規(guī)定之值時，由于大氣壓當最高工作電壓不能力、空氣密度和濕度相應減小，是空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當海拔在1000～3500m范圍內，若海拔比廠家規(guī)定值每升高100m，則最大工作電壓要下降1%。滿足要求時，應采用高原型電氣設備，或采用外絕緣提高一級的產品。對于110kV以下電氣設備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔2000m以下

86、使用。</p><p>　　當周圍環(huán)境溫度和導體（或電器）額定環(huán)境溫度不等時，其長期允許電流可按下式修正：</p><p><b>　　(5-3)</b></p><p><b>　　式中——修正系數；</b></p><p>　　——導體或電氣設備正常發(fā)熱允許最高溫度，當導體用螺栓連接時，=70℃

87、。</p><p>　　我國目前生產的電氣設備的額定環(huán)境溫度=40℃。如周圍環(huán)境高于40℃（但不大于60℃）時，其允許電流一般可按每增高1℃，額定電流減少1.8%進行修正；當環(huán)境溫度低于40℃時，環(huán)境溫度每降低1℃，額定電流可增加0.5%，但其最大負荷不得超過額定電流的20%。</p><p>　　我國生產的裸導體的額定環(huán)境溫度為25℃，當裝置地點環(huán)境溫度在-5～50℃范圍內變化時，導體允

88、許通過的電流可按上式修正。此外，當海拔高度上升時，日照強度相應增加，故屋外載流導體如計及日照影響時，應按海拔和溫度綜合修正系數對載流量進行修正。</p><p><b>　?、瓢炊搪非闆r校驗</b></p><p><b>　?、俣搪窡岱€(wěn)定校驗</b></p><p>　　短路電流通過時，導體和電器各部件溫度（或發(fā)熱效應）

89、應不超過允許值，既滿足熱穩(wěn)定的條件為：</p><p><b>　　(5-4)</b></p><p>　　式中 ——短路電流產生的熱效應；</p><p>　　——電氣設備允許通過的時間；</p><p>　　——時間t內允許通過的短時熱穩(wěn)定電流（或短時耐受電流）。</p><p><b

90、>　?、陔妱恿Ψ€(wěn)定校驗</b></p><p>　　電動力穩(wěn)定是導體和電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件是：</p><p>　　或 (5-5)</p><p>　　式中 、——短路沖擊電流幅值及其有效值；</p><p>　　、——允許通過穩(wěn)定電流的幅值和有效值。

91、</p><p>　　下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：</p><p>　　a、用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定。</p><p>　　b、采用有限流電阻的熔斷器保護的設備可不校驗動穩(wěn)定；電纜印有足夠的強度，亦可不校動穩(wěn)定。</p><p>　　c、裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩(wěn)定。<

92、;/p><p>　　5.2 斷路器的選擇</p><p>　　高壓斷路器是主系統的重要設備之一。它的主要功能是：正常運行時，用它來倒換運行方式，把設備和線路接入電路或退出運行，起著控制作用；當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路、保證無故障部分正常運行，能起保護作用。選擇斷路器時應滿足以下基本要求：</p><p>　?、旁诤祥l運行時應為良導體，不但能長期通過負荷電

93、流，即使通過短路電流，也應該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。</p><p>　?、圃谔l狀態(tài)下應具有良好的絕緣性。</p><p>　?、菓凶銐虻臄嗦纺芰捅M可能短的分段時間。</p><p>　?、葢斜M可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結構簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便。</p><p>　　5.2.1斷路器種類選擇</p&g

94、t;<p>　　考慮到可靠性和經濟性，方便運行維護且由于SF6斷路器已成為高壓和超高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在110kV側和35kV氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源大小無關，熄弧后觸頭間隙介質恢

95、復速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負荷電流等特點。因而被大量使用于35kV及以下的電壓等級中。所以10kV側采用真空斷路器。</p><p>　　5.2.2斷路器型號的選擇和校驗</p><p>　?、?10kV側斷路器的選擇</p><p>　?、兕A選LW6-110的斷路器</p><p>　　表5-1 LW6-110斷路器參數&

96、lt;/p><p>　?、陬~定電壓的選擇為：</p><p>　?、垲~定電流的選擇為： </p><p>　　=== </p><p><b>　　故:</b></p><p>　?、茴~定開斷電流的檢驗條件為： = I″= </p><p>　?、輨臃€(wěn)

97、定的校驗條件：</p><p>　?、逕岱€(wěn)定的校驗 ： 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間,斷路器全開斷時間,＋</p><p>　　則110kV短路電流熱穩(wěn)定電流為： </p><p><b>　　故： </b></p><p>　　LW6-110的斷路器，可滿足技術條件要求。</p><p>

98、　?、?5kV側斷路器的選擇</p><p>　?、兕A選LW8-40.5的斷路器</p><p>　　表5-2 LW8-40.5斷路器參數</p><p>　?、陬~定電壓的選擇為：</p><p>　?、垲~定電流的選擇為： </p><p><b>　　===</b></p><

99、;p><b>　　故:</b></p><p>　?、茴~定開斷電流的檢驗條件為： = I″= </p><p>　?、輨臃€(wěn)定的校驗條件：</p><p>　?、逕岱€(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間,斷路器全開斷時間,則=+</p><p>　　則35kV短路電流熱穩(wěn)定電流為： </p>

100、<p><b>　　故： </b></p><p>　　LW8-40.5的斷路器，可滿足技術條件要求</p><p>　?、?0kV側斷路器的選擇</p><p>　?、兕A選ZN12-10的斷路器</p><p>　　表5-3 ZN12-10斷路器參數</p><p>　?、陬~定電壓的

101、選擇為：</p><p>　?、垲~定電流的選擇為： </p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　故:</b></p><p>　?、茴~定開斷電流的檢驗條件為： = I″= </p><p>　?、輨臃€(wěn)定的校驗條件：</p><

102、;p>　?、逕岱€(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間,斷路器全開斷時間,則=+=</p><p>　　則10kV短路電流熱穩(wěn)定電流為： </p><p><b>　　故： </b></p><p>　　ZN12-10的斷路器，可滿足技術條件要求</p><p>　　5.3隔離開關的選擇</p>

103、<p>　　隔離開關也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關電器，它需與斷路器配套使用。因其無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流及短路電流。隔離開關的工作特點是在有電壓、無負荷電流情況下，分、合電路。其主要功用為： 隔離電壓，倒閘操作，分、合小電流。</p><p>　　隔離開關與短路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由于隔離開關不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電

104、流的校驗。 ⑴110kV側隔離開關的選擇</p><p>　?、兕A選GW4－110\2000的隔離開關</p><p>　　表5-4 GW4－110\2000的隔離開關參數</p><p>　?、陬~定電壓的選擇為：</p><p>　?、垲~定電流的選擇為： </p><p>　　=== <

105、;/p><p><b>　　故:</b></p><p>　?、軇臃€(wěn)定的校驗條件：</p><p>　?、轃岱€(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間 ,斷路器全開斷時間,則=+</p><p>　　則110kV側短路電流熱穩(wěn)定電流為： </p><p><b>　　故： </b

106、></p><p>　　根據上述計算110kV可選用：GW4－110\2000的隔離開關，滿足要求。</p><p>　?、?5kV側隔離開關的選擇</p><p>　?、兕A選GW4-35\1250的隔離開關</p><p>　　表5-5 GW4-35\1250的隔離開關參數</p><p>　?、陬~定電壓的選擇

107、為：</p><p>　?、垲~定電流的選擇為： </p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　故:</b></p><p>　?、軇臃€(wěn)定的校驗條件：</p><p>　?、轃岱€(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間,斷路器全開斷時間,則 =

108、+</p><p>　　則35KV側短路電流熱穩(wěn)定電流為： </p><p>　　根據上述計算35kV可選用：GW4-35\1250的隔離開關，可滿足技術條件要求。</p><p>　?、?0kV側隔離開關的選擇</p><p>　?、兕A選GN2-10\2000的隔離開關</p><p>　?、陬~定電壓的選擇為：<

109、;/p><p>　?、垲~定電流的選擇為： </p><p>　　=== 故:</p><p>　　表5-6 GN2-10\2000的隔離開關參數</p><p>　?、軇臃€(wěn)定的校驗條件：</p><p>　?、轃岱€(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間,斷路器全開斷時間,則 =+</p

110、><p>　　則10kV側短路電流熱穩(wěn)定電流為： </p><p><b>　　故： </b></p><p>　　根據上述計算10kV可選用：GN2-10 的隔離開關，可滿足技術條件要求。</p><p>　　5.4電流互感器的選擇 </p><p>　?、胖髯?10kV側電流互感器選擇：</

111、p><p>　?、兕~定電壓的選擇為：</p><p>　?、陬~定電流的選擇為： </p><p><b>　　===</b></p><p>　　表5-7 LB7-110型號</p><p>　　表5-8 LB7-110型號的電流互感器的額定二次負載準確限值系數</p><p>

112、;<b>　　故:</b></p><p>　?、蹌臃€(wěn)定的校驗條件：</p><p>　?、軣岱€(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間,斷路器全開斷時間,則=+</p><p>　　則110kV側短路電流熱穩(wěn)定電流為： </p><p><b>　　故： </b></p>&l

113、t;p>　　經校驗所選的電流互感器附合要求。</p><p>　?、浦髯?5kV側電流互感器選擇</p><p>　　表5-9 預選LB7-35型號</p><p>　　表5-10 LB7-35型號的電流互感器的額定二次負載準確限值系數</p><p>　?、兕~定電壓的選擇為：</p><p>　?、陬~定電流的選

114、擇為： </p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　故:</b></p><p>　?、蹌臃€(wěn)定的校驗條件：</p><p>　?、軣岱€(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間,斷路器全開斷時間,則 =+</p><p>　　則35kV側短路

115、電流熱穩(wěn)定電流為： </p><p>　　經校驗所選的電流互感器附合要求。</p><p>　?、侵髯?0kV側電流互感器選擇</p><p>　　表5-11 預選LZZBJ9-10型號</p><p>　　表5-12 LZZBJ9-10型號的電流互感器的額定二次負載準確限值系數</p><p>　?、兕~定電壓的選擇為

116、：</p><p>　?、陬~定電流的選擇為： </p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　故:</b></p><p>　?、蹌臃€(wěn)定的校驗條件：</p><p>　?、軣岱€(wěn)定的校驗 取繼電保護保護裝置后備保護動作時間,斷路器全開斷時間,則=+&

117、lt;/p><p>　　則10kV側短路電流熱穩(wěn)定電流為： </p><p><b>　　故： </b></p><p>　　經校驗所選的電流互感器附合要求。</p><p>　　5.5 電壓互感器的選擇</p><p>　　6～20kV配電裝置一般采用油浸絕緣結構，在高壓開關柜中或在布置地位狹窄的地

118、方，可采用樹脂澆注絕緣結構。當需要零序電壓是，一般采用三相三柱式電壓互感器。35～110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結構電磁式電壓互感器。</p><p>　　當系統發(fā)生短路時，電壓互感器本身不遭受短路電流作用，因此不校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定?！?～110kV 高壓配電裝置設計規(guī)范》規(guī)定，用熔斷器保護的電壓互感器可不驗算動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。</p><p>　?、?10kV 電壓互感器</p&

119、gt;<p>　　出線電壓互感器選用 TYD-110 成套電容式電壓互感器， 母線電壓互感器選用 JDCF-110 單相瓷絕緣電壓互感器。</p><p>　　一次回路電壓：0.8UN1=88kV< =110kV < 1.2UN1=132kV ，合格；</p><p>　　二次回路電壓：110/ 3 V，合格。</p><p>　?、?5k

120、V 電壓互感器</p><p>　　母線電壓互感器選用 JDZXW-35 三相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器。</p><p>　　一次回路電壓：0.8UN1=28kV < =35kV < 1.2UN1=42kV，合格；</p><p>　　二次回路電壓：110V，合格。</p><p>　?、?0kV 電壓互感器</p>