課程設(shè)計--110kv變電所電氣部分設(shè)計

1、<p>　　課程設(shè)計說明書(論文)</p><p>　　題 目 110/10kV變電所電氣部分課程設(shè)計 </p><p>　　課 程 名 稱 發(fā)電廠電氣部分 </p><p>　　院（系、部、中心） 電力工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) <

2、/p><p><b>　　設(shè)計起止時間： </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 待設(shè)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用及所供用戶的分析1</p><p>　　1.1 待設(shè)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用1</p><p>　　1.2 所供用戶分析1

3、</p><p>　　2 待設(shè)計變電所主變的臺數(shù)、容量、型式3</p><p>　　2.1 主變的臺數(shù)3</p><p>　　2.2 主變的容量3</p><p>　　2.3 主變的型式3</p><p>　　3 高低壓主接線及配電裝置型式5</p><p>　　3.1 高低壓主接線

4、5</p><p>　　3.2 配電裝置型式7</p><p>　　4 所用電接線型式10</p><p>　　5 互感器的配置11</p><p>　　5.1 電壓互感器配置11</p><p>　　5.2 電流互感器配置12</p><p>　　6選擇設(shè)備和導(dǎo)體所必須的短路電流計算

5、13</p><p>　　6.1 短路電流計算目的13</p><p>　　6.2 短路電流的計算條件14</p><p>　　6.3 短路電流的計算方法14</p><p>　　6.4有關(guān)本變電所短路電流計算的說明14</p><p>　　6.5 系統(tǒng)的等值阻抗圖和短路點的選擇14</p>

6、<p>　　6.6 短路電流計算結(jié)果15</p><p>　　7 選擇變電所高、低壓側(cè)的斷路器、隔離開關(guān)16</p><p>　　7.1 斷路器的選擇16</p><p>　　7.2 隔離開關(guān)的選擇18</p><p>　　8 選擇10kV硬母線19</p><p><b>　　參考資料

7、20</b></p><p>　　1 待設(shè)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用及所供用戶的分析</p><p>　　1.1 待設(shè)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　?、鸥鶕?jù)變電所在系統(tǒng)中的重要程度可以分為：</p><p><b>　　①樞紐變電所</b></p><p>　　樞紐變電

8、所位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)的高、中壓的幾個部分，匯集有多個電源和多回大容量聯(lián)絡(luò)線，變電容量大，高壓側(cè)電壓為330~500kV。全所停電時，將引起系統(tǒng)解列，甚至癱瘓。</p><p><b>　?、谥虚g變電所</b></p><p>　　中間變電所一般位于系統(tǒng)的主要環(huán)路線路中或系統(tǒng)主要干線的接口處，匯集有2~3個電源，高壓側(cè)以交換潮流為主，同時又降壓給當(dāng)?shù)赜脩?/p>

9、，主要起中間環(huán)節(jié)作用，電壓為220~30kV。全變電所停電時，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。</p><p><b>　?、鄣貐^(qū)變電所</b></p><p>　　地區(qū)變電所以對地區(qū)用戶供電為主，是一個地區(qū)或城市的主要變電所，電壓一般為110~220kV。全所停電時，僅使該地區(qū)中斷供電。</p><p><b>　?、芙K端變電所</b&g

10、t;</p><p>　　終端變電所位于輸電線路中斷，接近負荷點，經(jīng)降壓后直接向用戶供電，不承擔(dān)功率轉(zhuǎn)送任務(wù)，電壓為110kV及以下。全所停電時，僅使其所用的用戶中斷供電。</p><p>　?、拼O(shè)變電所C在系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　由變電所地理位置圖可以得出，變電所C在整個供電網(wǎng)絡(luò)中的地位是地區(qū)變電所。其作用是以對地區(qū)供電為主，為一個地區(qū)或城市的主

11、要變電所，電壓等級一般110kV-220kV。全所停電時，僅使該地區(qū)中斷供電，變電所所址選擇在農(nóng)村戶外，接近負荷中心，電壓等級為110kV。</p><p>　　1.2 所供用戶分析</p><p><b>　?、烹娏τ脩舴诸?lt;/b></p><p>　　按重要性不同將負荷分為三類：</p><p>　?、買類負荷。即使

12、短時停電也將造成人員傷亡和重大設(shè)備損壞最重要負荷為I類負荷。如礦井、醫(yī)院、電弧煉鋼爐等。</p><p>　?、贗I類負荷。停電將造成減產(chǎn)，使用戶蒙受較大的經(jīng)濟損失的負荷為II類負荷。重要的工礦企業(yè)一般都屬于II類負荷。</p><p>　?、跧II類負荷。I、II類負荷以外的其他負荷均稱為III類負荷。</p><p>　　⑵電力用戶對供電可靠性及電源要求：<

13、;/p><p>　　①I類負荷的供電要求任何時間都不能停電。I類負荷要求兩個電源獨立供電，即一個電源因故停止供電時，不影響另一個電源供電。</p><p>　?、贗I類負荷的供電要求是：僅在必要時可短時（幾分鐘到幾十分鐘）停電。II類負荷也要求兩個電源獨立供電。</p><p>　?、跧II類負荷對供電可靠性無特殊要求，停電不會造成大的影響，必要時可長時間停電。每個可由

14、III類負荷一回饋線供電</p><p>　　按照以上要求，C變電所有55%的重要負荷負荷采用雙回路供電，45%非重要負荷采用單回路供電。</p><p>　　由最大負荷Pmax=P3=22MW,每回10kV饋線功率為2MW，則</p><p>　　重要負荷回路數(shù)： （回）</p><p>　　根據(jù)對稱性，重要負荷回路數(shù)為8。 </p&

15、gt;<p>　　雙回路供電，則為16回</p><p>　　非重要負荷回路數(shù)： （回）</p><p>　　根據(jù)對稱性，非重要負荷回路數(shù)選為6</p><p>　　所以回路數(shù)目：16+6=22（回）根據(jù)對稱性，選擇N=22回。</p><p>　　2 待設(shè)計變電所主變的臺數(shù)、容量、型式</p><p>

16、<b>　　2.1 主變的臺數(shù)</b></p><p>　　為了保證供電的可靠性，變電所一般裝設(shè)2臺主變；樞紐變電所裝設(shè)2~4臺，地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可裝設(shè)3臺。</p><p>　　結(jié)合以上原則，C變電所的主變電所臺數(shù)確定為2臺。</p><p><b>　　2.2 主變的容量</b></p

17、><p>　　變電所主變壓器的容量一般按變電所建成后5~10的規(guī)劃負荷和考慮，并應(yīng)按照其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電所最大負荷Smax的60%~70%（35kV~110kV 變電所為60%,220~500kV變電所為70%）或全部重要負荷（當(dāng)I、II類負荷超過上述比例時）選擇。</p><p><b>　　變電所最大負荷 </b></p><p&g

18、t;<b>　　變電所重要負荷 </b></p><p>　　選擇SN中較大者作為，即</p><p>　　根據(jù)偏小選擇標準容量SN ,則選為故選擇SN=12500KVA</p><p>　　過負荷校驗：SN/Sm’=12500/14670=0.8521，故在負荷曲線高于此值時均為過負荷，即</p><p><b&

19、gt;　　欠負荷系數(shù)： </b></p><p><b>　　過負荷系數(shù)：</b></p><p>　　查圖可知，對應(yīng)于K1允許的K2比實際算出的K2=1.1047小，所以SN=12500kVA不滿足正常過負荷，偏大選擇SN=16000kVA。</p><p><b>　　2.3 主變的型式</b></p

20、><p>　　由于變電所所址選擇在農(nóng)村戶外，故主變選擇戶外型。</p><p><b>　?、畔鄶?shù)的確定</b></p><p>　　在330KV及以下發(fā)電廠和變電所中，一般選用三相式變壓器。因為一臺三相式較同容量的三臺單相式投資小、占地少、損耗小，同時配電裝置結(jié)構(gòu)簡單，運行維護較方便。如果受到制造、運輸?shù)葪l件（如橋梁負重、隧道尺寸等）限制時，可選

21、用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟合理時，也可選用單項變壓器組。</p><p>　　在50kV及以上的發(fā)電廠和變電所中，應(yīng)按其容量、可靠性要求、制造水平、運輸條件、負荷和系統(tǒng)情況等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。</p><p><b>　?、评@組數(shù)的確定</b></p><p>　?、僦挥幸环N升高電壓向用戶與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及只有兩種電壓的

22、變電所，采用雙繞組變壓器。</p><p>　?、谟袃煞N升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及有三種電壓的變電所，可以采用雙繞組變壓器或三繞組變壓器（包括自耦變壓器）。</p><p>　?、抢@組接線組別的確定</p><p>　　變壓器的繞組接地方式必須使其線電壓與系統(tǒng)線電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)變壓器采用的繞組連接方式有星形“Y”和三角形“D

23、”兩種。我國電力變壓器的三相繞組所采用的連接方式為：110kV及以上電壓側(cè)均為“YN”，即由中性點引出并直接接地；35kV作為高、中壓側(cè)時都可能采用“Y”，其中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地，作為低壓側(cè)時可能用“Y”或“D”；35kV以下電壓側(cè)（不含0.4kV及以下）一般為“D”，也有“Y”方式。</p><p><b>　?、冉Y(jié)構(gòu)形式的選擇</b></p><p>　　

24、三繞組變壓器或自耦變壓器，在結(jié)構(gòu)上有兩種基本形式。</p><p>　　①升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵芯-中壓繞組-低壓繞組-高壓繞組，高、中壓相距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。</p><p>　　② 降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯-低壓繞組-中壓繞組-高壓繞組，高、低壓相距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。</p><p>　　應(yīng)根據(jù)功率的傳輸方向來

25、選擇器結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　變電所的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主、向低壓側(cè)供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為主、向中壓側(cè)供電為輔，也可以選用升壓型。</p><p><b>　?、烧{(diào)壓方式的選擇</b></p><p>　　變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)的分接頭，從而改變其變比來實現(xiàn)的。無勵磁調(diào)壓變壓器的分

26、接頭較少，調(diào)壓范圍只有10%（±2×2.5%）且分接頭必須在停電的情況下才能調(diào)整；有載調(diào)壓變壓器的分接頭較多，調(diào)壓范圍可達30%，且分接頭可在帶負荷的情況下調(diào)節(jié)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格貴。在下述情況下較為合理。</p><p>　?、俪隽ψ兓?，或發(fā)電機經(jīng)常在低功率因數(shù)運行的發(fā)電廠的主變壓器。</p><p>　　②具有可逆工作特點的聯(lián)絡(luò)變壓器。</p>&l

27、t;p>　?、垭娋W(wǎng)電壓可能有較大變化的220kV及以上的降壓變壓器。</p><p>　?、茈娏Τ绷髯兓蠛碗妷浩拼蟮?10kV變電所的主變壓器。</p><p><b>　　⑹冷卻方式的選擇</b></p><p>　　電力變壓器的冷卻方式，隨機型式和容量的不同而異，冷卻方式有以下幾種類型。</p><p>　

28、?、僮匀伙L(fēng)冷卻。無風(fēng)扇，僅借助冷卻器（又稱散熱器）熱輻射和空氣自然對流冷卻，額定容量在10000kVA及以下。</p><p>　　②強迫空氣冷卻。堅持風(fēng)冷式，在冷卻器間加裝數(shù)臺電風(fēng)扇，是由迅速冷卻，額定容量在8000kVA及以上。</p><p>　?、蹚娖扔脱h(huán)風(fēng)冷卻。采用潛油泵強迫油循環(huán)，并用風(fēng)扇對油管進行冷卻，額定容量為40000kVA及以上。</p><p&g

29、t;　?、軓娖扔脱h(huán)水冷卻。采用潛油泵強迫油循環(huán)，并用水對油管進行冷卻，額定容量在120000kVA及以上。由于銅管質(zhì)量不過關(guān)，國內(nèi)已很少使用。</p><p>　?、輳娖扔脱h(huán)導(dǎo)向冷卻。采用潛油泵將油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯預(yù)先設(shè)計好的有道中進行冷卻。</p><p>　?、匏鋮s。將純水注入空心繞組中，借助使得不斷循環(huán)，將變壓器的熱量帶走。</p><p>

30、　　結(jié)合本次設(shè)計，C變電所位主變的選擇為2臺，容量為16000kVA,采用雙繞組，技術(shù)數(shù)據(jù)如下表。</p><p>　　表2.1 主變的參數(shù)</p><p>　　3 高低壓主接線及配電裝置型式</p><p>　　3.1 高低壓主接線</p><p>　　3.1.1 主接線基本要求</p><p>　?、趴煽啃浴╇?/p>

31、可靠性主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對用戶供電的可靠性,特別是保證對重要負荷的供電?</p><p><b>　?、旗`活性</b></p><p>　　①調(diào)度靈活，操作方便</p><p><b>　　②檢修安全</b></p><p><b>　?、蹟U建方便</b></p>

32、<p><b>　?、墙?jīng)濟性</b></p><p><b>　?、偻顿Y省</b></p><p><b>　?、谀赀\行費小</b></p><p><b>　?、壅嫉孛娣e小</b></p><p>　　④在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資

33、，投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。</p><p>　　3.1.2 限制短路電流措施</p><p>　?、胚x擇適當(dāng)?shù)闹鹘泳€形式和運行的方式</p><p>　?、僭诎l(fā)電廠中，對適用采用單元接線的機組，盡量采用單元接線。</p><p>　?、谠诮祲鹤冸姷乃?，采用變壓器低壓側(cè)分列運行。</p><p>　?、蹖哂须p回線路的

34、用戶，采用線路分開運行。</p><p>　?、軐Νh(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，在環(huán)網(wǎng)中穿越功率最小處開環(huán)運行。</p><p><b>　?、萍友b限流電抗器</b></p><p>　?、偌友b普通電抗器：母線電抗器8%~12%，線路電抗器3%~6%</p><p>　?、诩友b分裂電抗器8%~12%。</p><p&

35、gt;　?、遣捎玫蛪悍至牙@組變壓器</p><p>　　3.1.3單母分段接線的優(yōu)缺點、適用范圍</p><p><b>　　⑴優(yōu)點：</b></p><p>　?、賰赡妇€可并列運行（分段斷路器接通），也可以分裂運行（分段斷路器斷開）。</p><p>　?、谥匾脩艨梢杂秒p回路接于不同母線段，保證不間斷供電。</

36、p><p>　?、廴我荒妇€或母線隔離開關(guān)檢修，只停該段，其他段可繼續(xù)供電，減小了停電范圍。</p><p>　?、軐τ谟梅侄螖嗦菲鱍Fd分段，如果QFd在正常時接通，當(dāng)某段母線故障時，繼電保護使QFd及故障電源的斷路器自動斷開，只停該段；如果QFd在正常時斷開，當(dāng)某段電源回路故障而使其斷路斷開時，備用電源自動投入裝置使QFd自動接通，可保證全部出線繼續(xù)供電。</p><p&

37、gt;　?、輰τ谟梅侄胃綦x開關(guān)QSd分段，當(dāng)某段母線故障時，全部短時停電，來開QSd后，完好段可恢復(fù)供電。</p><p><b>　　⑵缺點</b></p><p>　?、俜侄蔚膯文妇€接線增加了分段設(shè)備的投資和占地面積。</p><p>　?、谀扯文妇€故障或檢修仍有停電問題。</p><p>　?、勰郴芈返臄嗦菲鳈z修，

38、該回路停電。</p><p>　?、軘U建時，需向兩端均勻擴建。</p><p><b>　?、沁m用范圍</b></p><p>　　①6~10kV配電裝置，出線回路數(shù)為6回路以上時；發(fā)電機電壓配電裝置，每段母線上的發(fā)電機容量為12MW及以下時。</p><p>　?、?5~63kV配電裝置，出線回路數(shù)為4~8回時。<

39、;/p><p>　?、?10~220kV配電裝置，出線回路數(shù)為3~4回</p><p>　　3.1.4 橋形接線的優(yōu)缺點、適用范圍</p><p><b>　?、艃?nèi)橋接線</b></p><p>　　橋連斷路器QF3在QF1、QF2的變壓器側(cè)，稱內(nèi)橋接線。</p><p><b>　　1）特

40、點</b></p><p>　?、?其中一回路檢修或故障時，其余部分不受影響，操作簡單。</p><p>　?、谧儔浩髑谐⑼度牖蚬收蠒r，有一回路短時停運，操作較復(fù)雜。</p><p>　　③線路側(cè)斷路器檢修時，線路需較長時間停運。另外，穿越功率經(jīng)過的斷路器較多，使斷路器故障或</p><p>　　檢修幾率大，從而系統(tǒng)開環(huán)的幾率大

41、。</p><p><b>　　2）適用范圍</b></p><p>　　內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長（則檢修和故障幾率大）或變壓器不需經(jīng)常投、切以及穿越功率不大的小容量配電裝置中。</p><p><b>　?、仆鈽蚪泳€</b></p><p>　　橋連斷路器QF3在QF1、QF2的線路側(cè)，稱外橋接

42、線。</p><p><b>　　1）特點</b></p><p>　　①其中一回路檢修或故障時，有一臺變壓器短時停運，操作較復(fù)雜。</p><p>　?、谧儔浩髑谐⑼度牖蚬收蠒r，不影響其余部分的聯(lián)系，操作較簡單。</p><p>　?、鄞┰焦β实臄嗦菲鱍F3，所造成的斷路器故障、檢修及系統(tǒng)開環(huán)的幾率小。</p&

43、gt;<p>　?、茏儔浩鱾?cè)斷路器檢修時，變壓器需見哦長時間停運。橋連斷路器檢修時也會造成開環(huán)。</p><p><b>　　2）適用范圍：</b></p><p>　　適用于輸電線路較短或變壓器需經(jīng)常投、切及穿越功率較大的小容量配電裝置中。</p><p>　　結(jié)合本次設(shè)計，C變電所主接線為：</p><p&

44、gt;　　高壓側(cè)（110kV）：2回線、2臺主變時，因為主變不需經(jīng)常切換、線路較長、穿越功率不大，采用內(nèi)橋接線。</p><p>　　低壓側(cè)（10kV）：出線回路數(shù)大于6回路，采用單母分段接線。</p><p>　　3.2 配電裝置型式</p><p>　　3.2.1配電裝置設(shè)計原則、要求、布置特點</p><p><b>　　⑴原

45、則</b></p><p>　?、?形式選擇應(yīng)考慮所在地理情況和環(huán)境條件下優(yōu)先選擇占地面積；</p><p>　?、?要考慮有利于降低噪聲的選擇與布置；</p><p><b>　?、埔?lt;/b></p><p><b>　　①節(jié)約用地。</b></p><p>

46、<b>　?、诒ＷC可靠運行。</b></p><p>　?、郾ＷC人身安全和防火要求。</p><p>　?、馨踩?、運輸、維護、巡視、操作和檢修方便。</p><p>　?、菰诒ＷC安全前提下，布置緊湊，力求節(jié)省材料和降低造價。</p><p>　　⑥便于分期建設(shè)和擴建</p><p><b&g

47、t;　　⑶布置特點</b></p><p>　　1）屋內(nèi)配電裝置。特點；</p><p>　?、侔踩珒艟嘈〔⒖煞謱硬贾茫嫉孛娣e小。</p><p>　?、诰S護、巡視和操作在室內(nèi)進行，不受外界氣象條件影響，比較方便。</p><p>　?、墼O(shè)備受氣象及外界有害氣體影響較小，可減少維護工作量。</p><p>

48、;<b>　　④建筑投資大。</b></p><p>　　2）屋外配電裝置。特點:</p><p>　　①安全凈距大，占地面積大，但便于帶電作業(yè)。</p><p>　?、诰S護、巡視和操作在室外進行，受外界氣象條件影響。</p><p>　?、墼O(shè)備受氣象及外界有害氣體影響較大，運行條件差，需加強絕緣，設(shè)備價格較高。<

49、/p><p>　?、芡两üこ塘亢唾M用較少，建設(shè)周期短，擴建較方便。</p><p>　　3）成套設(shè)備。特點：</p><p>　?、俳Y(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。</p><p>　　②運行高可靠性高，維護方便。</p><p>　?、郯惭b工作量小，建設(shè)周期短，而且便于擴建和遷移。</p><p>　?、芟?/p>

50、耗鋼材較多，造價較高。</p><p>　　發(fā)電廠和變電所中，35kV及以下（特別是3~10kV）多采用屋內(nèi)配電裝置而且廣泛采用成套配電裝置；110kV及以上多采用屋外配電裝置，但是110kV及220kV當(dāng)有特殊要求時，如深入城市中心或嚴重污穢地區(qū)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，也可采用屋內(nèi)配電裝置。另外，SF6全封閉組合電器也已在110kV及220kV配電裝置推廣應(yīng)用。</p><p>　　3.2.2

51、 配電裝置各型優(yōu)缺點</p><p>　　3.2.2.1 屋外配電裝置</p><p><b>　?、胖行团潆娧b置</b></p><p>　　1)普通中型配電裝置</p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　　①布置較清晰，不易誤操作，運行可靠。</

52、p><p>　　②構(gòu)架高度較低，抗震性能較好。</p><p>　?、蹤z修、施工、運行方便，且已有豐富經(jīng)驗。</p><p>　?、芩娩摬纳伲靸r較低。</p><p><b>　　缺點：占地面積大。</b></p><p>　　2）分相中型配電裝置</p><p><

53、b>　　特點：</b></p><p>　?、俨贾们逦烙^，節(jié)省去中央門型架，并避免使用雙層構(gòu)架，減少絕緣子串和母線的數(shù)量。</p><p>　?、诓捎糜媚妇€（管形）時，可降低構(gòu)架高度，縮小母線相間距離，進一步縮小縱向尺寸。</p><p>　　③占地少，較普通中型節(jié)約用地1/3左右。</p><p><b>　　

54、缺點：</b></p><p>　　①管形母線施工較復(fù)雜，且因強度關(guān)系不能上人檢修。</p><p>　?、谑褂玫闹浇^緣子防污、抗震能力差。</p><p>　　在我國，中型配電裝置普遍應(yīng)用于110~500kV電壓級。普通中型配電裝置一般在土地貧瘠地區(qū)或地震烈度為8度及以上的地區(qū)采用，中型分相軟母線方式可代替普通中型配電裝置；中型分相硬母線方式只適宜用

55、在污穢不嚴重、地震烈度不高的地區(qū)。</p><p><b>　　⑵高型配電裝置。</b></p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　?、俪浞掷每臻g位置，布置最緊湊，縱向尺寸最小。</p><p>　　②占地只有普通中型配電裝置的40%~50%，母線絕緣子串及控制電纜也較普通中型

56、配電裝置少。</p><p><b>　　缺點：</b></p><p>　?、俸挠娩摬妮^中型配電裝置多15%~60%。</p><p>　?、诓僮鳁l件比中型配電裝置差。</p><p>　　③檢修上層設(shè)備不方便。</p><p>　　④抗震能力比中型配電裝置差。</p><p

57、>　　高型配電裝置在110kV電壓級中采用較少，在330kV及以上電壓級中不采用。不宜用在地震烈度為8度及以上地區(qū)。</p><p><b>　?、前敫咝团潆娧b置</b></p><p><b>　　優(yōu)點:</b></p><p>　　①布置較中型緊湊，縱向尺寸較中型小。</p><p>　　

58、②占地約為普通中型的50%~70%。</p><p>　　③施工、運行、檢修條件比高型好。</p><p>　?、苣妇€不等高布置，實現(xiàn)進、出線均帶旁路比較方便。</p><p>　　缺點：與高型配電裝置類似，但程度較輕。</p><p>　　半高型配電裝置應(yīng)用于110~220kV電壓級，主要應(yīng)用于110kV電壓級，而且除污穢地區(qū)、市區(qū)和地震烈

59、度為8度及以上地區(qū)外，110kV配電裝置宜優(yōu)先選用屋外半高型。</p><p>　　3.2.2.2 屋內(nèi)配電裝置</p><p><b>　　⑴三層式。</b></p><p>　　優(yōu)點：安全、可靠性高，占地面積小。</p><p>　　缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工時間長，造價高，運行、檢修不方便。</p><

60、;p>　　適用范圍：6~10kV出線帶電抗器的情況，其中斷路器、電抗器分別布置在二層和底層。</p><p><b>　?、贫邮健?lt;/b></p><p>　　優(yōu)點：造價低，運行、檢修較方便。</p><p>　　缺點：占地面積有所增加。</p><p>　　適用范圍：6~10kV出線帶電抗器及35~220kV的

61、情況，其中前者是將斷路器和電抗器布置在底層。</p><p><b>　?、菃螌邮?。</b></p><p>　　優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，施工時間短，造價低，運行、檢修方便，如容量不大，通?？刹捎贸商组_關(guān)柜。</p><p><b>　　缺點：占地面積大。</b></p><p>　　適用范圍：6~10kV

62、出線無電抗器及35~220kV的情況。</p><p>　　3.2.3 配電裝置的選型</p><p>　　結(jié)合本次設(shè)計，C變電所110kV側(cè)采用屋外半高型配電裝置；10kV側(cè)采用屋內(nèi)配電裝置，用成套開關(guān)柜，KYN型。</p><p><b>　　4 所用電接線型式</b></p><p>　　按GB50059-1992

63、《35~110kV變電所設(shè)計規(guī)范》，容量為110kV的變電所的總負荷為150~200KVA，35~110kV無人值班變電所，有兩臺及以上主變壓器時，宜裝設(shè)兩臺容量相同，可互為備用所用工作變壓器?！半娫匆狱c相互獨立”：當(dāng)所內(nèi)有較低壓母線時，一般均由較低壓母線上引接1~2臺所用變壓器。這種引接方式具有經(jīng)濟性，可靠性較高的特點。</p><p>　　結(jié)合本次設(shè)計，C變電所為110/10kV，為無人值班變電所，所用電源

64、要求有較高的可靠性，裝設(shè)2臺其容量為50kVA，接線為Y,yn0的干式變壓器，2臺所用變可分別經(jīng)高壓熔斷器接于10kV的兩個分段母線上。若采用整流操作電源，則應(yīng)有1臺所用變接于110kV進線斷路器的線路側(cè)，否則，全所停電時進線無合閘電源。所用系統(tǒng)采用380/220V中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用。</p><p>　　低壓側(cè)（380/220側(cè)），采用單母分段接線，將所用負荷分在兩個分段上，平時分列運行

65、，以限制故障范圍，提高供電可靠性；分段一般一般不設(shè)備用電源自動投入裝置，采用手動切換方式。</p><p><b>　　5 互感器的配置</b></p><p>　　5.1 電壓互感器配置</p><p>　　5.1.1 配置原則</p><p>　?、拍妇€。一般各段工作母線及備用母線上各裝一組電壓互感器，必要時旁路母線

66、也裝一組電壓互感器；橋型接線中橋的兩端應(yīng)各裝一組電壓互感器。用于供給母線，主變壓器和出線的測量儀表、保護、同步設(shè)備、絕緣監(jiān)察裝置（6~35kV）系統(tǒng)等。</p><p>　　6~220kV母線在三相上裝設(shè)。其中，6~20kV母線的電壓互感器，一般為電磁型三相五柱式；35~220kV母線的電壓互感器，一般由三臺單相三繞組電壓互感器構(gòu)成，35kV為電磁式，110~220kV為電容式或電磁式為電磁式。</p>

67、;<p>　?、瓢l(fā)電機回路。一般裝設(shè)2~3組電壓互感器。</p><p>　?、?~2組電壓互感器（三相五柱式或三相單臺三繞組），供給發(fā)電機的測量儀表、保護及同步設(shè)備，其開口三角形接一電壓表，供發(fā)電機啟動二并未并列前檢查接地用。也可設(shè)一組不完全星型接線的電壓互感器（兩臺單相雙繞組），專供測量儀表用。 </p><p>　?、诹硪唤M電壓互感器，供電給自動調(diào)整

68、勵磁裝置。</p><p>　　③對50MW及以上的發(fā)電機，中性點常接有一臺單相電壓互感器，用于100%定子接地保護。</p><p>　?、侵髯儔浩骰芈贰Ｒ话愕蛪簜?cè)裝設(shè)一組電壓互感器，供發(fā)電廠與系統(tǒng)在低壓側(cè)同步運行用，并供電給主變壓器的測量儀表和保護。當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)在高壓側(cè)同步時，或利用6~10kV備用母線同步時，這組互感器可不裝設(shè)。</p><p>　?、染€路。

69、當(dāng)對端有電源時，在出線側(cè)裝設(shè)一組電壓互感器，供監(jiān)視線路有無電壓。進行同步和設(shè)置重合閘用。其中，35~220kV線路在一相上裝設(shè)。</p><p><b>　　5.1.2 配置</b></p><p>　　110kV側(cè)為內(nèi)橋接線，橋兩端三相上各配一組，型號采用YDR-110電容式電壓互感器，變比為 //0.1kV，準確級:0.2/0.5/3P，用途：供計量、測量、保護用

70、</p><p>　　10kV側(cè)為單母分段接線，每段配一組，變比為10/0.1/kV，準確級:0.2/0.5/3P，用途：供計量、測量、保護用。 </p><p>　　母線：一般各段工作母線及備用母線上各裝一組電壓互感器，必要時旁路母線也裝一組電壓互感器；，</p><p>　　主變壓器回路：主變壓器回路中，一般低壓側(cè)裝一組電壓互感器，使發(fā)電廠與系統(tǒng)的低壓側(cè)同步用，

71、并供電給主變壓器的測量和保護，當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)在高壓側(cè)同步，或利用6-10kV備用母線同步時，這組互感器可不裝設(shè)。</p><p>　　線路：當(dāng)對端有電源時，在出線側(cè)上裝設(shè)一組電壓互感器，供監(jiān)視線路無電壓，進行同步和設(shè)置重合閘，其中，35~220kV線路在一相上裝設(shè)；300~500kV線路在三相上裝設(shè)。</p><p>　　5.2 電流互感器配置</p><p>　　

72、5.2.1電流互感器配置原則</p><p>　?、欧惭b由斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器；在發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機-雙繞組變壓器單元的發(fā)電機出口、橋型接線的跨條上等，也應(yīng)裝設(shè)電流互感器。其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、繼電保護和自動裝置要求。</p><p>　?、茰y量儀表、繼電保護和自動裝置一般均有單獨的電流互感器供電或接于不同的二次繞組，因其準確度級要求不同，同時為了防止儀表開路時引起保

73、護的不正確動作。</p><p>　　⑶110kV及以上大電流接地系統(tǒng)的各個回路，一般應(yīng)按三相配置；35kV及以下小電流接地短路電流系統(tǒng)的各個回路，據(jù)具體要求按兩相或三相配置（例如其中的發(fā)電機、主變壓器、廠用變壓器回路為三相式）。</p><p>　?、缺Ｗo用電流互感器的配置應(yīng)盡量消除保護裝置的不保護區(qū)。</p><p>　?、蔀榱朔乐怪С质诫娏骰ジ衅鞯奶坠荛W絡(luò)造成

74、母線故障，電流互感器通常布置在線路斷路器的出線側(cè)或變壓器斷路器的變壓器側(cè)。</p><p>　?、蕿闇p輕電機內(nèi)部故障時對發(fā)電機的危害，用于自動勵磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在定子繞組的出線側(cè)。</p><p>　　5.2.2 電流互感器的配置</p><p>　?、?10kV進線按三相配置，每相配置4組電流互感器，型號采用倒置式瓷外套，帶金屬膨脹器電流互感器，次級排列：

75、0.2S /0.5/5P30/5P30，用于計量、測量、差動、距離（后備。）</p><p>　?、?10kV內(nèi)橋側(cè)按按三相配置，每相配置3組電流互感器，型號采用倒置式瓷外套，帶金屬膨脹器電流互感器，次級排列：0.5/5P30/5P30，用于計量、差動、后備。</p><p>　　⑶主變110kV套管內(nèi)三相配置，每相配置3組電流互感器，次級排：0.5/5P30/5P30，用于測量、差動、后

76、備。</p><p>　?、戎髯?0kV側(cè)進線三相配置，每相配置4組電流互感器，次級排列：0.2S/0.5/5P30/5P30，用于計量、測量、差動、后備。</p><p>　　⑸10kV出線側(cè)按兩相配置，每相配置3組電流互感器，次級排列：0.2S/0.5/5P30，用于計量、測量、速斷。</p><p>　?、?0kV分段側(cè)按兩相配置，每相配置2組電流互感器，次級

77、排列：0.5/5P30，用于測量、后備。</p><p>　　6選擇設(shè)備和導(dǎo)體所必須的短路電流計算</p><p>　　6.1 短路電流計算目的</p><p>　?。?）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(shè)備時，為了保證設(shè)

78、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(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。</p><p>　?。?）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(jù)。</p><p>　?。?）按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。</

79、p><p>　　6.2 短路電流的計算條件</p><p>　　（1）短路點的確定：系統(tǒng)在最大運行方式下，該點發(fā)生三相短路時通過設(shè)備和載流導(dǎo)體的短路電流最大。</p><p>　?。?）采用近似計算：系統(tǒng)中各元件的電阻、線路對地電容、變壓器勵磁損耗忽略不計，不考慮負荷電流的影響。</p><p>　　6.3 短路電流的計算方法</p>

80、<p><b>　　采用個別變化法。</b></p><p>　　6.4有關(guān)本變電所短路電流計算的說明</p><p>　?。?）計算短路電流的接線方式采用發(fā)生最大短路電流的正常接線方式,短路電流周期分量即是該方式下的最大三相短路電流I，短路發(fā)生在短路電流最大的瞬間。</p><p>　?。?）整個系統(tǒng)中所有電源均運行在額定負荷下

81、。</p><p>　?。?）短路電流的計算采用標幺值進行的近似計算法。</p><p>　?。?）電源用次暫態(tài)電抗表示，發(fā)電機電動勢模值取1，相位角全部相等取為0。</p><p>　?。?）不計負荷對短路點的影響，不計回路各處（線路、設(shè)備等接觸處，短路點電?。╇娮瑁挥嬀€路電納和變壓器導(dǎo)納，即只計及電抗的影響。</p><p>　?。?）

82、本設(shè)計中系統(tǒng)電抗為折算到基準值下的電抗,不考慮穿越功率。為了計算方便選取如下基準值：</p><p>　　基準容量：SB= 1000MVA</p><p>　　基準電壓：UB（kV） 10.5 115</p><p>　　基準電流：IB（kA） 54.98 5.02</p><p>　　后備保護動作時間如下表：</p&

83、gt;<p>　　表6.1后備保護動作時間</p><p>　　6.5 系統(tǒng)的等值阻抗圖和短路點的選擇</p><p>　　短路點K1選在110kV母線上，K2選在110kV內(nèi)橋上，兩臺主變壓器分列運行，K3選在110kV線路出口，兩臺主變壓器并列運行，K4選在10kV母線上，以及在10kV線路出口，兩臺主變壓器并列運行。</p><p>　　表6.2

84、 短路點的選擇</p><p>　　系統(tǒng)的等值阻抗圖如下：</p><p>　　圖6.1 系統(tǒng)等值阻抗圖</p><p>　　6.6 短路電流計算結(jié)果</p><p>　　表6.3 短路電流計算表</p><p>　　7 選擇變電所高、低壓側(cè)的斷路器、隔離開關(guān)</p><p>　　7.1 斷路器

85、的選擇</p><p>　　高壓斷路器的主要功能是正常運行時用來倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電路和退出運行，起著控制作用，當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時能快速切除故障，保證無故障部分正常運行起保護作用。</p><p><b>　?、胚x擇的基本要求：</b></p><p>　?、僭诤祥l運行時應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也足

86、夠穩(wěn)定；</p><p>　?、谠谔l狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣；</p><p>　?、蹜?yīng)有足夠的短路能力和盡可能短的分段時間；</p><p>　?、軕?yīng)有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，安裝維護方便。</p><p><b>　?、七x擇的基本條件：</b></p><p&

87、gt;　?、傩褪剑焊邏簜?cè)（110kV）：戶外SF6斷路器</p><p>　　低壓側(cè)（10kV）：戶內(nèi)真空斷路器</p><p>　　②額定電壓：UN≥UNs （工作電壓）</p><p>　?、垲~定電流：IN≥Imax（最大持續(xù)工作電流）</p><p>　　④額定開斷電流：INbr≥It</p><p>　?、蓊~定

88、關(guān)合電流：INcl≥ish</p><p>　　⑥動穩(wěn)定校驗：ies≥ish</p><p>　?、邿岱€(wěn)定校驗：It2×t≥Qk</p><p><b>　　⑶選擇性結(jié)果</b></p><p>　?、?10kV進線，母線橋和跨條上的斷路器的選擇如下：</p><p>　　表7.1 11

89、0kV進線，母線橋和跨條上的斷路器</p><p>　?、谧冸娝鵆所高壓側(cè)斷路器的選擇如下：</p><p>　　表7.2 變電所C所高壓側(cè)斷路器</p><p>　?、圩冸娝鵆所低壓側(cè)斷路器的選擇如下：</p><p>　　表7.3 變電所C所低壓側(cè)斷路器</p><p>　　④10kV分段斷路器的選擇如下：<

90、/p><p>　　表7.4 10kV分段斷路器</p><p>　　⑤10kV出線斷路器的選擇如下：</p><p>　　表7.5 10kV出線斷路器</p><p>　　7.2 隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器，是一種最簡單的開關(guān)，它的主要用途是保證高壓裝置檢修工作的安全，用隔

91、離開關(guān)構(gòu)成明顯的斷開點，將需要檢修的高壓設(shè)備與帶電部分可靠的斷開隔離。</p><p><b>　?、胚x擇的基本要求：</b></p><p>　　①隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開；</p><p>　　②隔離開關(guān)斷開點之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間網(wǎng)絡(luò)的情況下，不到引起擊穿而危及工作人員的安全；<

92、;/p><p>　?、鄹綦x開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性，動穩(wěn)定性，機械硬度，絕緣強度；</p><p>　?、芨綦x開關(guān)在跳閘合閘時的周期性要好，要有最佳的跳合閘速度，以盡可能的降低過電壓；</p><p>　　⑤隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，動作要可靠；</p><p>　　⑥帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須安裝連鎖機構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。</p&g

93、t;<p>　?、七x擇的基本條件： </p><p>　?、傩褪剑焊邏簜?cè)（110kV）：GN4或GN5</p><p>　　低壓側(cè)（10kV）：開關(guān)柜式</p><p>　　②額定電壓：UN≥UNs </p><p>　?、垲~定電流：IN≥Imax</p><p>　?、軇臃€(wěn)定校驗：ies≥ish<

94、/p><p>　　⑤熱穩(wěn)定校驗：It2×t≥Qk</p><p><b>　?、沁x擇性結(jié)果</b></p><p>　?、?10kV進線，母線橋和跨條上隔離開關(guān)的選擇如下：</p><p>　　表7.6 110kV進線，母線橋和跨條上隔離開關(guān)</p><p>　?、谧冸娝鵆所高壓側(cè)隔離開關(guān)的

95、選擇如下：</p><p>　　表7.7 變電所C所高壓側(cè)隔離開關(guān)</p><p>　?、圩冸娝鵆所低壓側(cè)隔離開關(guān)的選擇如下：</p><p>　　表7.8 變電所C所低壓側(cè)隔離開關(guān)</p><p>　　④10kV分段隔離開關(guān)的選擇如下：</p><p>　　表7.9 10kV分段隔離開關(guān)</p><

96、;p>　　⑤10kV出線隔離開關(guān)的選擇如下：</p><p>　　表7.10 10kV出線隔離開關(guān)</p><p>　　8 選擇10kV硬母線</p><p><b>　?、拍妇€材料的選擇</b></p><p>　　一般情況下，我們采用鋁母線。在是持續(xù)工作電流較大，且位置特別狹窄的發(fā)電機，變壓器出口處，以及污穢對

97、鋁腐蝕嚴重而對銅腐蝕較輕的場所，采用銅母線。</p><p>　　⑵母線截面形狀的選擇</p><p>　　在35kV及以下，持續(xù)電流在4000A以下的屋內(nèi)配置中，一般采用矩形母線，35kV及以上對的屋外的配置，可采用鋼芯鋁絞線。</p><p><b>　?、悄妇€布置的方式</b></p><p>　?、偃嗨讲贾茫?/p>

98、其建筑部分簡單，可降低建筑物高度，安裝較容易</p><p>　?、谌啻怪辈贾茫浩溟g距可取較大，無需增加間隔深度，便于觀察</p><p>　　⑷母線截面面積的選擇</p><p>　?、侔醋畲蟪掷m(xù)工作電流選擇：</p><p>　　一般均按所在回路的最大持續(xù)工作電流選擇：Ial=KIN≥Imax</p><p>　

99、?、诎唇?jīng)濟電流密度來計算，即</p><p><b>　　——經(jīng)濟截面</b></p><p>　　——正常運行時的最大持續(xù)工作電流</p><p><b>　　j——經(jīng)濟電流密度</b></p><p><b>　　③熱穩(wěn)定性校驗：即</b></p><p

100、><b>　　C——熱穩(wěn)定系數(shù)</b></p><p>　　當(dāng)選用的S≥Smin時，滿足熱穩(wěn)定</p><p><b>　?、軇臃€(wěn)定校驗，即</b></p><p><b>　　——最大應(yīng)力</b></p><p><b>　　——相間應(yīng)力</b>&

101、lt;/p><p><b>　　——條間應(yīng)力</b></p><p>　　求出的Qmax若滿足： ，則滿足條件。</p><p>　　結(jié)合本次設(shè)計：10kV硬母線選擇：鋁矩形母線，三相水平放置，母線平放。根據(jù)課程設(shè)計計算書，選擇單條63×10mm，IN=1129，KS=1.04的鋁母線。</p><p><b