畢業(yè)設(shè)計(jì)--220kv變電所電氣初步設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　緒 論</b></p><p>　　本次所設(shè)計(jì)的課題是某220KV變電所電氣初步設(shè)計(jì)，該變電所是一個(gè)地區(qū)性重要的降壓變電所，它主要擔(dān)任220KV及110KV兩電壓等級(jí)功率交換，把接受功率全部送往110KV側(cè)線路。</p><p>　　本所位于市郊區(qū)，所址工程情況良好，處于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)樞紐點(diǎn)上，具有220KV、110KV、及10KV三個(gè)電壓

2、等級(jí)，220KV側(cè)以接受功率為主，10KV主要用于所用電以及無(wú)功補(bǔ)償。</p><p>　　本次所設(shè)計(jì)的變電所是樞紐變電所，全所停電后，將影響整個(gè)地區(qū)以級(jí)下一級(jí)變電所的供電即本次設(shè)計(jì)的變電所最后規(guī)模：采用兩臺(tái)SFPSZ7-120000/220型三繞組有載調(diào)壓變壓器，容量化為100/100/50，互為備用。</p><p>　　220KV及110KV主接線最后方案采用雙母帶旁母接線形式，正常

3、運(yùn)行時(shí)旁母不帶電。10KV采用單母分段，且裝設(shè)分段斷路器，并裝設(shè)兩臺(tái)所用變，一臺(tái)所用變故障時(shí)，另一臺(tái)承受全部負(fù)荷。一臺(tái)所用變接一段母線，平時(shí)兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行。10KV側(cè)并聯(lián)調(diào)相機(jī)補(bǔ)償裝置進(jìn)行主變損耗及負(fù)荷功率因數(shù)補(bǔ)償，并提高電壓。</p><p>　　本變電所配電裝置采用普通中型配電裝置，220KV及110KV均采用斷路器單列布置，將隔離開(kāi)關(guān)放置母線下，使其與另一級(jí)隔離開(kāi)關(guān)電氣距離增大，縮短配電裝置的縱向距離。

4、</p><p>　　主變中性點(diǎn)及出線均裝設(shè)避雷器，中性點(diǎn)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)直接接地，并裝設(shè)有兩段零序保護(hù)及放電間隙保護(hù)。</p><p>　　本變電所大門(mén)位于東方，220KV配電裝置朝北，110KV配電裝置朝西，均與出線方向相對(duì)應(yīng)，主變位于三者之間，其間有行車大道、環(huán)形小道、電纜溝蓋板作為巡視小道，220KV配電裝置有14個(gè)間隔，110KV配電裝置16個(gè)間隔。</p><p&

5、gt;　　本次設(shè)計(jì)論文是以我國(guó)現(xiàn)行的各有關(guān)規(guī)范規(guī)程等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，所設(shè)計(jì)是一次初步設(shè)計(jì)，根據(jù)任務(wù)書(shū)提供原始資料，參照有關(guān)資料及書(shū)籍，對(duì)各種方案進(jìn)行比較而得出。</p><p><b>　　1 原始資料</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)變電所以110KV向地區(qū)負(fù)荷供電，除220KV電壓與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)之外，110KV電壓的部分出線也與系統(tǒng)有聯(lián)系。</p>&

6、lt;p><b>　　1.1變電所的規(guī)模</b></p><p>　　近期設(shè)主變?yōu)?×120MVA，電壓比為220/121/10.5KV，容量比為100/100/50，本期工程一次建成，設(shè)計(jì)中留有擴(kuò)建的余地：調(diào)相機(jī)為2×60KVAR，本期先建成一臺(tái)。220KV出線本期5回，最終8回；110KV出線共10回，本期建成7回，最終10回，3回備用；所用電按調(diào)相機(jī)的拖動(dòng)設(shè)備

7、為主來(lái)考慮。</p><p>　　1.2各級(jí)系統(tǒng)輸送功率</p><p><b>　　220KV系統(tǒng)</b></p><p>　　負(fù)荷功率因數(shù)為0.9，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5300小時(shí)，同時(shí)率為0.9，每回最大負(fù)荷為：</p><p>　　第一回（九江I）輸送200KW</p><p>　　第二回

8、（九江II）輸送200KW</p><p>　　第三回（柘林）輸送180KW</p><p>　　第四回（昌東）輸送150KW</p><p>　　第五回（南昌電廠）輸送100KW</p><p><b>　　第六回（西效I）</b></p><p><b>　　第七回（西效II）<

9、;/b></p><p><b>　　第八回（備用）</b></p><p><b>　　110KV系統(tǒng)</b></p><p>　　近期為200KW，遠(yuǎn)期300KW，負(fù)荷功率因數(shù)為0.85,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5300小時(shí),同時(shí)率為0.9,每回最大負(fù)荷為:</p><p>　　第一回(梅嶺)

10、輸送40KW</p><p>　　第二回(樂(lè)化)輸送40KW</p><p>　　第三回(新祺周)輸送40KW</p><p>　　第四回(象山)輸送45KW</p><p>　　第五回(水泥廠)輸送20KW</p><p>　　第六回(雙港澳)輸送20KW</p><p>　　第七回(南電)輸

11、送20KW</p><p>　　第八回(化工區(qū)備用I)輸送10KW</p><p>　　第九回(化工區(qū)備用II)輸送10KW</p><p>　　第十回(化工區(qū)備用III)輸送10KW</p><p><b>　　1.3系統(tǒng)計(jì)算資料</b></p><p>　　系統(tǒng)阻抗，當(dāng)取基準(zhǔn)容量SJ=100M

12、VA，基準(zhǔn)電壓UJ為各級(jí)電壓平均值（230，115，10.5）時(shí),兩級(jí)電系統(tǒng)的遠(yuǎn)景阻抗標(biāo)幺值如下圖所示：</p><p><b>　　所</b></p><p>　　圖1.1系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值</p><p>　　1.4變電所所址基本情況</p><p>　　變電所所在地為平原地區(qū)，無(wú)高產(chǎn)農(nóng)作物，土壤電阻率為0.8×

13、;104Ω.cm,年雷暴日為65天,歷年最高氣溫為38.5。C。變電所在系統(tǒng)中的地理位置如下，220KV用虛線所示，110KV用實(shí)線表示：</p><p>　　圖1.2變電所各輸電線路方向</p><p>　　1.5系統(tǒng)和保護(hù)要求</p><p>　　220KV 各線在Ｂ、Ｃ相有載波通道，在Ａ、Ｂ相有保護(hù)通道。線路對(duì)側(cè)有電源，要求同期，電壓互感器裝于Ａ相。</

14、p><p>　　110ＫＶ梅嶺、南電兩回路對(duì)側(cè)有電源，要求同期，電壓互感器裝于各線路Ａ相。</p><p>　　所用負(fù)荷按典型所用電考慮。</p><p><b>　　1.6 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　規(guī)程（包括《變電所（或發(fā)電廠）設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《電氣測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程

15、》等）、《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》1、2冊(cè)，《電力工業(yè)常用設(shè)備用冊(cè)》，《發(fā)電廠電氣部分》教材等。</p><p>　　2 負(fù)荷計(jì)算及主變選擇</p><p><b>　　2.1概述</b></p><p>　　在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系

16、統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)情況，并根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量造的過(guò)大，臺(tái)數(shù)過(guò)多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來(lái)不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過(guò)小，可能使變壓器長(zhǎng)期在過(guò)負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。</p><p>　　在生產(chǎn)上電力

17、變壓器制成有單相、三相、雙值組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇主變壓器。</p><p>　　選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電所以后的擴(kuò)建情況來(lái)選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量。</p><p>　　2.2 主變臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　由原始資料可知，我們本次所

18、設(shè)計(jì)的變電所是市郊區(qū)220KV降壓變電所，它是以220KV受功率為主。把所受的功率通過(guò)主變傳輸至110KV及10KV母線上。若全所停電后，將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)市區(qū)的供電，因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。</p><p>　　為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投

19、資增大，同時(shí)增大了占用面積，和配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化。而且會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過(guò)大，不宜選擇輕型設(shè)備。考慮到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān)70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。</p><p>　　2.3 主變壓器容量的選擇</p>&

20、lt;p>　　主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷，5～10年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮</p><p>　　遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，該所近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都給定，所以應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來(lái)選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過(guò)負(fù)荷能力后允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和

21、二級(jí)負(fù)荷，對(duì)一般性能的變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%～80%。該變電所是按70%全部負(fù)荷來(lái)選擇。</p><p>　　當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，可保證對(duì)60%負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力為40%，則可保證98%負(fù)荷供電，而高壓側(cè)220KV母線的負(fù)荷不需要跟主變倒送，因?yàn)椋撟冸娝碾娫匆M(jìn)線是220KV側(cè)引進(jìn)。其中，中壓側(cè)及低壓側(cè)全部負(fù)荷需經(jīng)主變壓器傳輸至各母線上。<

22、/p><p>　　由原始資料可知，10KV母線上無(wú)負(fù)荷，主要用來(lái)無(wú)功補(bǔ)償用。</p><p>　　2.4 主變壓器型式的選擇</p><p>　　2.4.1主變壓器相數(shù)的選擇</p><p>　　當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。而選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來(lái)選擇。</p&

23、gt;<p>　　單相變壓器組，相對(duì)來(lái)講投資大，占地多，運(yùn)行損耗大，同時(shí)配電裝置以及斷電保護(hù)和二次接線的復(fù)雜化，也增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的變電所，位于市郊區(qū)，稻田、丘陵，交通便利，不受運(yùn)輸?shù)臈l件限制，而應(yīng)盡量少占用稻田、丘陵，故本次設(shè)計(jì)的變電所選用三相變壓器。</p><p>　　2.4.2繞組數(shù)的選擇</p><p&

24、gt;　　在具有三種電壓等級(jí)的變電所，如通過(guò)主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。</p><p>　　一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制和輔助設(shè)備，比相對(duì)的兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。</p><p

25、>　　在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。</p><p>　　自耦變壓器，它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流增大，以及干擾繼電保護(hù)和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，所以，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過(guò)電壓時(shí)，它有可能通過(guò)串聯(lián)繞組進(jìn)入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過(guò)電壓波時(shí)，它同樣進(jìn)入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應(yīng)

26、過(guò)電壓。</p><p>　　由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有共同的接地中性點(diǎn)，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護(hù)的裝設(shè)與普通變壓器不同。自耦變壓器，高中壓側(cè)的零序電流保護(hù)，應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過(guò)濾器上。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所所需裝設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺(tái)自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會(huì)影響調(diào)度的靈活性和零序保護(hù)的可靠性，故不選

27、擇自耦變壓器。</p><p><b>　　分裂變壓器：</b></p><p>　　分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時(shí)，很大的電流向一側(cè)繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢(shì)平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力。分裂變壓器中對(duì)兩端低壓母線供電時(shí)，如果兩端負(fù)荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增

28、大，所以分裂變壓器適用兩端供電負(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所，受功率端的負(fù)荷大小不等，而且電壓波動(dòng)范圍大，故不選擇分裂變壓器。</p><p>　　普通三繞組變壓器：價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護(hù)的需求。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無(wú)激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)。它的供電可靠性也高。所以，本次設(shè)計(jì)的變電所，選擇普通

29、三繞組變壓器。</p><p>　　2.4.3主變調(diào)壓方式的選擇</p><p>　　為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性，220KV及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：</p><p>　?、贅屑~變電所二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定，可為電網(wǎng)額定電壓的1～1.3倍，在日負(fù)荷最大、最小的情況下，其運(yùn)行電壓控制在水平的波動(dòng)范圍不超過(guò)10%

30、，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%。</p><p>　?、陔娋W(wǎng)任一點(diǎn)的運(yùn)行電壓，在任何情況下嚴(yán)禁超過(guò)電網(wǎng)最高電壓，變電所一次側(cè)母線的運(yùn)行電壓正常情況下不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%～100%。</p><p>　　調(diào)壓方式分為兩種，不帶電切換，稱為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在±5%以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。</p><p>

31、　　由于該變電所的電壓波動(dòng)較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。</p><p>　　2.4.4連接組別的選擇</p><p>　　變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。</p><p>　　全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時(shí)相位一致的優(yōu)點(diǎn)，而且全星形接法，零序電流沒(méi)有通路，相當(dāng)于和外電路斷開(kāi)，即零序阻抗相當(dāng)于無(wú)窮大，對(duì)限制單相及兩相接地短路都有利

32、，同時(shí)便于接消弧線圈限制短路電流。但是三次諧波無(wú)通路，將引起正弦波的電壓畸變，對(duì)通訊造成干擾，也影響保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度。如果影響較大，還必須綜合考慮系統(tǒng)發(fā)展才能選用。我國(guó)規(guī)定110KV以上的電壓等級(jí)的變壓器繞組常選用中性點(diǎn)直接地系統(tǒng)，而且要考慮到三次諧波的影響，會(huì)使電流、電壓畸變。采用△接法可以消除三次諧波的影響。</p><p>　　所以應(yīng)選擇Yo/Yo/△接線方式。故本次設(shè)計(jì)的變電所，選用主變壓器的接線

33、組別為：YN,yn0,d11接線。</p><p>　　2.4.5容量比的選擇</p><p>　　由原始資料可知，110KV中壓側(cè)為主要受功率繞組，而10KV側(cè)主要用于所用電以及無(wú)功補(bǔ)償裝置，所以容量比選擇為：100/100/50。</p><p>　　2.4.6主變壓器冷卻方式的選擇</p><p>　　主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然

34、風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。</p><p>　　自然風(fēng)冷卻：一般只適用于小容量變壓器。</p><p>　　強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻，雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn)。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。所以，選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。</p><p>　　2.4.7主變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)</p>

35、<p><b>　　①綜述</b></p><p>　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響，而本次所設(shè)計(jì)的變電所是市區(qū)220KV降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運(yùn)行，將會(huì)導(dǎo)致全所停電，影響下一降變電所供電可靠性。</p><p>　　變壓器的故障可分為內(nèi)部和外部?jī)煞N故障。內(nèi)部故障系指變壓器油廂里

36、面的各種故障，主要故障類型有：</p><p>　　1）各繞組之間發(fā)生的相間短路；</p><p>　　2）單相繞組部分線區(qū)之間發(fā)生的匝間短路；</p><p>　　3）單相繞組或引出線通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地短路；</p><p><b>　　4）鐵芯燒損。</b></p><p>　　變壓器的外

37、部故障類型有：</p><p>　　1）絕緣套管網(wǎng)絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地（通過(guò)外殼）短路；</p><p>　　2）引出線之間發(fā)生的相間故障。</p><p>　　變壓器的不正常運(yùn)行情況主要有：</p><p>　　1）由于外部短路或過(guò)負(fù)荷而引起的過(guò)電流；</p><p>　　2）油箱漏油而造成的油面降低；</

38、p><p>　　3）變壓器中性點(diǎn)電壓升高或由于外加電壓過(guò)高而引起的過(guò)勵(lì)磁。</p><p>　　為了防止變壓器發(fā)生各種類型故障和不正常運(yùn)行時(shí)造成不應(yīng)有的損失，保證 系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，故變壓器應(yīng)裝設(shè)一序列的保護(hù)裝置。</p><p><b>　　②主變壓器的主保護(hù)</b></p><p><b>　　瓦斯保護(hù)<

39、;/b></p><p>　　對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開(kāi)變壓器各側(cè)電源斷路器。</p><p><b>　　差動(dòng)保護(hù)</b></p><p>　　對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)各側(cè)電源斷路

40、器。</p><p>　　③主變壓器的后備保護(hù)</p><p><b>　　過(guò)流保護(hù)</b></p><p>　　為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過(guò)電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。</p><p>　　而本次所設(shè)計(jì)的變電所，電源側(cè)為220KV，主要負(fù)荷在110KV

41、倒即可裝設(shè)兩套過(guò)電流保護(hù)，一套裝在中壓側(cè)110KV側(cè)并裝設(shè)方向元件，電源側(cè)220KV側(cè)裝設(shè)一套，并設(shè)有兩個(gè)時(shí)限ts和tⅢ，時(shí)限 定原側(cè)為tⅢ≥tⅡ+△t，用以切除三側(cè)全部斷路器。</p><p><b>　　過(guò)負(fù)荷保護(hù)</b></p><p>　　變壓器的過(guò)負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需裝設(shè)單相式過(guò)負(fù)荷保護(hù)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)追時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，而且三繞組

42、變壓器各側(cè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。</p><p><b>　　零序過(guò)流保護(hù)</b></p><p>　　對(duì)于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，用作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，因此，每臺(tái)變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護(hù)，一套用于中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式，另一套用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。&

43、lt;/p><p>　　2.5 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償</p><p><b>　　根據(jù)原始資料可得：</b></p><p>　　110KV側(cè)負(fù)荷最大地區(qū)負(fù)荷，近期200KW，同時(shí)率為0.9。其中一臺(tái)事故停用</p><p>　　后，其余主變的容量應(yīng)保該所全部負(fù)荷的60％以上。</p><p>　　S

44、1 = = ×0.6 = 127.07KVA</p><p>　　調(diào)相機(jī)為2×60KVAR</p><p>　　110KV側(cè)最大傳輸總功率為</p><p>　　P總=40+40+40+45+20+20+20+10+10+10=255KW</p><p>　　因其同時(shí)率為0.9，則其有效功率為</p><

45、;p>　　P有功=255×0.9=229.5KW</p><p>　　同步調(diào)相機(jī)在額定電壓±5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)供給感性的無(wú)功功率起無(wú)功電源作用，能提高系統(tǒng)電壓，在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它從系統(tǒng)吸收感性的無(wú)功功率起無(wú)功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。</p><p>　　裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸

46、收）無(wú)功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，本課題由原始資料可知現(xiàn)由調(diào)相機(jī)為2×60KVAR來(lái)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。</p><p>　　視在功率S= = 230.28KVA</p><p>　　功率因數(shù)為==0.99</p><p>　　由題目可知：=0.99＞0.85,則無(wú)需進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。</p><p>　　根據(jù)以上分析計(jì)算，選擇兩臺(tái)主變壓

47、器，選擇容量為：SFPS7 —120000/220</p><p>　　額定電壓：高壓220±8×1.25%KV，中壓121KV，低壓10.5KV</p><p>　　阻抗電壓%：高中8-10% 高低：28-34% 中低：18-24%</p><p>　　容量比為：100/100 /50</p><p>　　連接組標(biāo)號(hào)

48、：YN,yn0,d11</p><p><b>　　空載電流：0.8％</b></p><p>　　空載損耗：144KW</p><p>　　短路損耗：480KW</p><p>　　2.6 所用變壓器容量的選擇計(jì)算</p><p>　　對(duì)于樞紐變電站，總?cè)萘繛?0MVA及以上的變電所，裝有水

49、冷卻或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調(diào)相機(jī)的變電所，均裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，分別接在最低一級(jí)母線的不同分段上，對(duì)裝有兩臺(tái)所用變壓器時(shí)，采用單母分段接線方式。由于本次設(shè)計(jì)的變電所，采用兩臺(tái)315KVA的主變壓器，故采用兩臺(tái)所用變壓器，互為備用。且容量相等，一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)承受全部負(fù)荷。</p><p>　　所用變壓器負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法，不經(jīng)常短時(shí)及不經(jīng)常持續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷均可不列入計(jì)算負(fù)荷。當(dāng)有備用所用變壓器

50、時(shí)，其容量應(yīng)與工作變壓器相同。</p><p>　　所用變壓器容量按下式計(jì)算：</p><p>　　S≥K1∑P1+∑P2</p><p>　　S — 所用變壓器容量（KVA）</p><p>　　∑P1 — 所用動(dòng)力負(fù)荷之和（KW）</p><p>　　K1 — 所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取K1 = 0.85<

51、/p><p>　　∑P2 — 電熱及照明負(fù)荷之和（KW）</p><p>　　所用電的接線方式，在主接線設(shè)計(jì)中，選用為單母分段接線，選兩臺(tái)所用變壓器互為備用，每臺(tái)變壓器容量及型號(hào)相同，并且分別接在不同的母線上。</p><p>　　表2.1所用變母線容量</p><p>　　∵S = K∑P1 + ∑P2</p><p>

52、　　即第一段母線總?cè)萘浚篠1 = 0.85（P1 + P2 + P3）+ P4 + P5</p><p>　　= 0.85（34.29+42.6+15）+43.8+27.13 </p><p><b>　　= 149KVA</b></p><p>　　第二段母線總?cè)萘浚篠2 = 0.85（P2 + P3）+ P4 + P5</p>

53、<p>　　= 0.85（46.9+15）+43.92+25.57</p><p>　　= 124.1KVA</p><p>　　故變電站所用變的總?cè)萘繛椋篠總 = S1 + S2 </p><p>　　= 149 + 124.1</p><p>　　= 273.1KVA</p><p>　　所以選擇兩臺(tái)S

54、9－315/10型號(hào)的所用變互為備用</p><p>　　額定容量：315KVA</p><p>　　空載損耗：0.70KW</p><p><b>　　額定電壓：10KV</b></p><p><b>　　阻抗電壓（%）：4</b></p><p><b>　　

55、空載電流:1.5%</b></p><p>　　連接組標(biāo)號(hào)：Y / Y0－0</p><p>　　3 電氣主接線的選擇</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過(guò)連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。

56、主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系。</p><p>　　我國(guó)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ2-79規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運(yùn)行可靠，簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴(kuò)建。</p>

57、<p><b>　　3.1.1可靠性</b></p><p>　　安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。</p><p>　　主接線可靠性的具體要求：</p><p>　?。?）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；</p><p>　?。?）

58、斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要求保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷全部和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電；</p><p>　　（3）盡量避免變電所全部停運(yùn)的可靠性。</p><p><b>　　3.1.2靈活性</b></p><p>　　主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。</p><p>　　（1）為了

59、調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求；</p><p>　?。?）為了檢修的目的：可以方便地停運(yùn)斷路器，母線及繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電；</p><p>　　（3）為了擴(kuò)建的目的：可以容易地從初期過(guò)渡到其最終接線，使在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)，無(wú)論在一次和二次設(shè)備

60、裝置等所需的改造為最小。</p><p><b>　　3.1.3經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　?。?）投資省：主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護(hù)不過(guò)復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短

61、路電流，以便選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備或</p><p>　　輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)單電器；</p><p>　　（2）占地面積小，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(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在不受運(yùn)輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡(jiǎn)化布置。</p><p>　?。?）電能損失少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免

62、兩次變壓而增加電能損失。</p><p>　　3.2主接線的接線方式選擇</p><p>　　電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進(jìn)出線路多時(shí)（一般超過(guò)四回）為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而本所各電壓等級(jí)進(jìn)出線均超過(guò)四回，采用有母線連接。</p><p>　　3.2.1

63、各種連接方式分析</p><p><b>　　①單母線接線</b></p><p>　　單母線接線雖然接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后，才能恢復(fù)非故障

64、段的供電，并且電壓等級(jí)越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。</p><p>　　圖3.1單母線接線 圖3.2單母線分段</p><p>　　單母接線適用于：110～200KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)兩回，35～63KV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)3回，6～10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)5回，才采用單母線接線方式，

65、故不選擇單母接線。</p><p><b>　?、趩文阜侄?lt;/b></p><p>　　用斷路器，把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開(kāi)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，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉

66、跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。</p><p>　　圖3.3單母分段帶旁路母線</p><p>　　單母分段適用于：110KV～220KV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63KV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10KV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。</p><p>　?、蹎文阜侄螏月纺妇€</p><p>　　這

67、種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓等級(jí)為35～110KV</p><p>　　的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。</p><p><b>　　④橋形接線</b></p><p>　　當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采用橋式接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。</p><p>　　

68、內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，采用內(nèi)橋式接線。當(dāng)變壓器故障時(shí)，需停相應(yīng)的線路。</p><p>　　外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器LD，不致引起系統(tǒng)開(kāi)環(huán)，有時(shí)增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開(kāi)關(guān)以供檢修LD時(shí)使用。當(dāng)線路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器。</p><p>　　所以，橋式接線，可靠性較差，雖然

69、它有：使用斷路器少、布置簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。</p><p>　　圖3.4外僑接線圖 3.5內(nèi)橋接線</p><p><b>　　⑤一個(gè)半斷路器接線</b></p><p>　　兩個(gè)元件引線用三臺(tái)斷路器接往兩組母上組成一個(gè)半斷路器，它具有較高的供

70、電可靠性和運(yùn)行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性，且投資大。</p><p><b>　?、揠p母接線</b></p><p>　　它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，檢修另一母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時(shí)，不裝設(shè)“跨條”，則該回路在檢修期需要停電

71、。對(duì)于，110K～220KV輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線檢修時(shí)，需要停電，而斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110KV～220KV雙母線接線的配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)達(dá)7回，（110KV）或5回（220KV）時(shí)，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路斷器和旁路母線。</p><p><b>　?、唠p母線分段接線</b></p><p>　　雙母線分段，可以分

72、段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線不分段。</p><p>　　圖3.6雙母線單斷路器接線

73、 圖3.7帶旁路母線的雙母線連接</p><p>　　3.1.2母線方式確定</p><p>　　綜上幾種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)和可靠性及經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)設(shè)計(jì)的原始資料可知該變電所選擇雙母線接線方式。</p><p>　　為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。</p>

74、<p>　　當(dāng)110KV出線為7回及以上，220KV出線在4回以下時(shí)，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。</p><p>　　由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定的負(fù)荷情況：220KV近期5回，遠(yuǎn)期3回，110KV近期7回，遠(yuǎn)期3回?？梢源_定該變電所主接線采用以下參種方案進(jìn)行比較：</p><p><b>　　方案一</b></p>&

75、lt;p>　　220KV采用雙母帶旁路母線接線方式，110KV也采用雙母帶旁路母線接線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，220KV出線5回以上，裝設(shè)專用旁路斷路器，考慮到220KV近期7回，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。</p><p>　　110KV母線上近期負(fù)荷為7回出線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，110KV出線為7回及以上時(shí)裝設(shè)專用旁路斷路器。而由原始資料可知，110KV出線為

76、7回，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。 </p><p>　　10KV，因只用來(lái)做無(wú)功補(bǔ)償裝置使用，可采用單母接線方式。</p><p><b>　　其接線特點(diǎn)：</b></p><p>　　1）220KV、110KV都采用雙母帶旁路母線，并且設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響停電。</p&g

77、t;<p>　　2）10KV雖然無(wú)負(fù)荷，但有所用電及無(wú)功補(bǔ)償裝置，如采用單母接線時(shí)，接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。如果某一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，將影響全所的照明及操作電源、控制電源保護(hù)等。</p><p><b>　　以上接線的缺點(diǎn)：</b></p><p>　　10KV采用單母線運(yùn)行時(shí)，操作不夠靈活、可靠，任一元件故障或檢修，

78、均需使整個(gè)配電裝置停電。</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　1）220KV采用一臺(tái)半斷路器接線，又稱3/2接線，每一回路經(jīng)一臺(tái)斷路器接至母線，兩回路間設(shè)一聯(lián)絡(luò)斷路器形成一串，運(yùn)行時(shí)，兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成環(huán)狀供電，具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性。</p><p>　　2）110KV近期出線7回，可采

79、用雙母接線方式，出線斷路器檢修時(shí)，可通過(guò)“跨條”來(lái)向用戶供電。而任一母線故障時(shí)，可通另一母線供電。但由于雙母線故障機(jī)率較小，故不考慮。</p><p>　　3）10KV采用單線線用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障母線分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障的供電。</p><p><b>　　其接線的特點(diǎn)：</b></p><

80、p>　　1）220KV采用3/2接線方式時(shí)，任一母線故障或檢修，均不致停電，除聯(lián)絡(luò)斷路器故障時(shí)與其相連的兩回線路短時(shí)停電外，其它任何斷路器故障或檢修都不會(huì)中斷供電，甚至兩組母線同時(shí)故障（或一組檢修時(shí)，另一組故障）的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送。</p><p>　　2）110KV采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功率較大，母線事故后能盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)可以輪流檢修，不至中斷供電，一

81、組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)時(shí)需要停電。</p><p>　　3）10KV采用單母線隔離開(kāi)關(guān)分段：不夠靈活，當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的供電，當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修，該母線的回路都在檢修期間內(nèi)停電。</p><p><b>　　方案三</b></p>

82、<p>　　1）220KV、110KV都采用雙母帶旁路母線，并且設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響停電。</p><p>　　2）10KV雖無(wú)出線，但為了滿足所用電的可靠性，有用裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，為互備方式運(yùn)行，其接線方式為單母分段接線方式。</p><p><b>　　其接線方式的特點(diǎn)：</b></p

83、><p>　　1）雙母帶旁母母線，并設(shè)專用的旁路斷路器，其經(jīng)濟(jì)性相對(duì)來(lái)是提高了，但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下，而且也不會(huì)破雙母運(yùn)行的特性，繼電保護(hù)也比較容易配合，相對(duì)來(lái)可靠性即提高了。</p><p>　　2）10KV為了保證所用電可以從不同段兩出線取得電源，同時(shí)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。</p><p

84、>　　方案一 220KV、110KV都采用雙母帶旁路，并且設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響停電。可靠性高于方案二，但方案一10KV采用單母線運(yùn)行時(shí)，操作不夠靈活、可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。其可靠性不如方案二。所以，這種方案在本次設(shè)計(jì)的變電所中都略有差異，應(yīng)定位第三種方案。</p><p>　　以上三種方案相比較，方案三的可靠性略高于方案

85、一，其經(jīng)濟(jì)性略低于方案二，操作靈活性居于方案一、三之中，根據(jù)原始資料，方案三滿足要求，而且根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性，只有方案三更適合于本次設(shè)計(jì)切身利益，故選擇方案三。</p><p>　　圖3.8 220kV主接線形式圖</p><p>　　圖3.9 110kV主接線形式圖</p><p>　　圖3.10 10kV主接線形式圖</p><p

86、><b>　　4 短路電流計(jì)算</b></p><p><b>　　4.1 概述</b></p><p>　　在電力系的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。</p><p>　　短

87、路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。</p><p>　　在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對(duì)稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對(duì)稱短路。</p><p>　　電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相

88、短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。</p><p>　　4.2 短路計(jì)算的目的及假設(shè)</p><p>　　4.2.1短路電流計(jì)算目的：</p><p>　?、僭谶x擇電氣主接線時(shí)，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(jìn)

89、行必要的短路電流計(jì)算。</p><p>　?、谠谶x擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。</p><p>　?、墼谠O(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。</p><p>　　④在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。<

90、;/p><p>　　⑤按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。</p><p>　　4.2.2短路電流計(jì)算的一般規(guī)定</p><p>　?、衮?yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5～10年）。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能

91、并列運(yùn)行的接線方式。</p><p>　?、谶x擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫膶?dǎo)步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。</p><p>　?、圻x擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。</p><p>　?、軐?dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。<

92、;/p><p>　　4.2.3短路計(jì)算基本假設(shè)</p><p>　?、僬９ぷ鲿r(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；</p><p>　?、谒须娫吹碾妱?dòng)勢(shì)相位角相同；</p><p>　　③電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；</p><p>　?、懿豢紤]短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；<

93、;/p><p>　　⑤元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；</p><p>　?、尴到y(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。</p><p>　　4.3短路電流計(jì)算的步驟</p><p>　　高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值：</p><p>　　基準(zhǔn)容量：Sj =

94、 100MVA</p><p>　　基準(zhǔn)電壓：Vg（KV） 10.5 115 230</p><p>　　基準(zhǔn)電流Ij（KA） 0.502 0.251</p><p>　　①計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下；</p><p>　?、诮o系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；<

95、;/p><p><b>　?、圻x擇短路點(diǎn)；</b></p><p>　　④對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。</p><p>　　標(biāo)幺值：I d* = </p><p>　　有名值：Idi = Id*I j</p>

96、<p>　?、萦?jì)算短路容量，短路電流沖擊值</p><p>　　短路容量：S = VjI?</p><p>　　短路電流沖擊值：Icj= 2.55I?</p><p>　　⑥列出短路電流計(jì)算結(jié)果</p><p><b>　　4.4短路電流計(jì)算</b></p><p>　?、僭诙搪酚?jì)算的基

97、本假設(shè)前提下，選取Sj = 100MVA =230KV</p><p>　　系統(tǒng)阻抗歸算到基準(zhǔn)容量：Sj = 100MVA，由原始資料可知220KV側(cè)系統(tǒng)阻抗為0.0328，110KV側(cè)為0.0502，即系統(tǒng)圖如下：</p><p><b>　　圖4.1供電系統(tǒng)圖</b></p><p><b>　　②計(jì)算參數(shù)</b>

98、</p><p>　　由所選擇變壓器的參數(shù)可得</p><p>　　阻抗電壓為 高一中 中一低 高一低</p><p>　　% 8-10 18-24 28-34</p><p><b>　　各繞組等值電抗</b

99、></p><p>　　Vs(1-2)％取10％，Vs（2-3）％取20％，Ｖs（3-1）％取30％</p><p>　　Vs1% = （Vs(1-2)% + Vs(3-1)%－Vs(2-3)%）</p><p>　　= （10+30－20）= 10</p><p>　　Vs2% = （Vs(1-2)% + Vs(2-3)%－Vs(3-

100、1)%）</p><p>　　= （10+ 20－30）=0</p><p>　　Vs3% = （Vs(2-3)% + Vs(3-1)%－Vs(1-2)%）</p><p>　　= （20 + 30－10）=20</p><p>　　各繞組等值電抗標(biāo)么值為：</p><p><b>　　X1 = ×

101、</b></p><p><b>　　= ×</b></p><p><b>　　= 0.083</b></p><p><b>　　X2 = ×</b></p><p><b>　　= ×</b></p&g

102、t;<p><b>　　= 0</b></p><p><b>　　X3 = ×</b></p><p><b>　　= ×</b></p><p><b>　　= 0.167</b></p><p>　　③根據(jù)系統(tǒng)圖可以

103、制訂系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：</p><p><b>　　圖4.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖</b></p><p>　　④根據(jù)導(dǎo)值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化及計(jì)算</p><p>　　1)當(dāng)220KV母線發(fā)生三相短路時(shí)即d1點(diǎn)短路</p><p>　　10KV母線側(cè)沒(méi)有電源，無(wú)法向220KV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)。網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化為圖4.3</p>

104、;<p>　　圖4.3 d1點(diǎn)短路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖（1）</p><p>　　把X1∥X2∥X3計(jì)為X6即</p><p>　　X6 = X1∥X2 ∥X3</p><p>　　= 0.083∥0.083∥0.083</p><p><b>　　= 0.028</b></p><p>

105、　　把X4 + X5 計(jì)為X6即</p><p>　　X7 = X5 + X6 </p><p>　　= 0.0502 + 0.028</p><p><b>　　=0.0782</b></p><p><b>　　Id1# = + </b></p><p><b&g

106、t;　　= 43.28</b></p><p>　　換算到220KV短路電流有名值</p><p>　　I″ = Id1# = 43.28 ×230) = 10.86KA</p><p>　　取Kch = 1.8 </p><p>　　短路電流全電流最大有效值</p><p>　　Ich

107、= 2 I″ </p><p>　　= 2 I″ = 1.51I″ </p><p>　　Ich = 1.51×10.39 = 16.29KA 圖4.4 d1點(diǎn)短路系統(tǒng)</p><p>　　當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí) 網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖（2）</p>

108、;<p>　　沖擊電流 ich =kchI″</p><p>　　=×1.87I″ = 2.55 I″ </p><p>　　= 2.55×10.86 = 27.69KA</p><p>　　短路容量 S = VBI″ </p><p>　　= ×230×10.86 = 4326.2MVA

109、</p><p>　　2）當(dāng)110KV母線上發(fā)生三相短路時(shí)，即d2它的等值網(wǎng)絡(luò)為：</p><p>　　圖4.5 d2點(diǎn)短路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖（1）</p><p>　　X6 = X1∥X2 ∥X3 = = 0.028</p><p>　　把X4 + X6 = X7 即</p><p>　　X7 = X4 + X6 = 0

110、.0328 + 0.028 </p><p><b>　　= 0.0608</b></p><p>　　Id2* = + = 52.16</p><p>　　換算到110KV的短路電流有名值</p><p>　　I″ = Id2* </p><p>　　= 52.16×= 26.18KA

111、</p><p>　　短路電流全電流最大有效值</p><p>　　Ich = 1.51I″ = 1.51×26.18 = 39.53KA</p><p><b>　　短路電流的沖擊值</b></p><p>　　ich = 2.55I″ = 2.55×26.18=66.76KA</p>

112、<p><b>　　短路容量為：</b></p><p>　　S = VB I″ = ×115×26.18 = 5214.5MVA</p><p>　　圖4.6 d2點(diǎn)短路系統(tǒng)</p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖（2）</b></p><p>　　3）10KV母線

113、值發(fā)生三相短路即d3它的等值網(wǎng)絡(luò)如下：</p><p>　　圖4.7 d3點(diǎn)短路系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　把X1∥X2∥X3 = X9 X4∥X5∥X6 = X10 </p><p>　　X9 = X1∥X2∥X3 = = 0.28</p><p>　　X10 = X4∥X5∥X6 = = 0.0557</p>

114、<p>　　X11 = X7 + X9 = 0.0328 +0.028 = 0.0608</p><p>　　把X11、X8、X10星形變換成三角形，即</p><p>　　X12 = X11 + X10 + </p><p>　　= 0.0608 + 0.0557 + 圖4.8 d3點(diǎn)短路系統(tǒng)</p><p&

115、gt;<b>　　網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖（1）</b></p><p><b>　　= 0.184</b></p><p>　　X13 = X8 + X10+ </p><p>　　= 0.0502 + 0.0557 + </p><p><b>　　= 0.152</b></p&g

116、t;<p>　　Id3* = + = 12.01</p><p>　　換算到10KV側(cè)有名值</p><p>　　I″ = Id3*×</p><p>　　= 12.01×= 66.04KA 圖4.9 d3點(diǎn)短路系統(tǒng)</p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖（2）&l

117、t;/b></p><p>　　短路電流全電流最大有效值及沖擊值 </p><p>　　Ich = 1.51I″ = 1.51×66.04 </p><p><b>　　= 99.72KA</b></p><p>　　ich = 2.55I″ = 2.55×

118、;66.04</p><p><b>　　= 168.4KA</b></p><p>　　短路容量： S = VB I″ </p><p>　　= ×10.5×66.04 </p><p>　　= 1201.00MVA</p><p>　　表4.1 短路電流計(jì)算結(jié)果<

119、/p><p>　　5 電氣總平面布置及配電裝置的選擇</p><p><b>　　5.1 概述</b></p><p>　　配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開(kāi)關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測(cè)量電器，母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來(lái)接受和分配電能。</p><p>　　配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同，可分為屋

120、內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝方式，又可分為：由電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝的配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝置。</p><p>　　屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：</p><p>　　由于允許安全凈距小可以分層布置，故占地面積較?。?lt;/p><p>　　維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣侯影響；</p><p>　　外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響較小，可減少維