110kv降壓變電所設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></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(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)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。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置等，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)

2、建設(shè)一座110KV降壓變電站，首先，根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求選擇各個(gè)電壓等級(jí)的接線方式，在技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較，選取靈活的最優(yōu)接線方式。其次進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)各短路點(diǎn)計(jì)算出各點(diǎn)短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流。然后，根據(jù)各電壓等級(jí)的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行設(shè)備選擇，然后進(jìn)行校驗(yàn)。最后作出平面布置圖和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變電站 主接線 短路計(jì)算 電氣設(shè)備選擇<

3、;/p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Electricity substation is an important component of the system, it directly affect the power system security and economic operation of power plants ar

4、e linked and users of intermediate links, transformation and distribution of power plays a role. The master document of substation is the main link in the main electrical wiring ,which directly related to the development

5、 of the whole plant (subtations) the choice of electrical equipment, power distribution devices and so on, such as the arrangement</p><p>　　The design of the construction of a 110KV step-down substation.Firs

6、t of all, according to the main terminal of the economic and reliable operation of all flexibility to choose the connection mode voltage, in the technical aspects and economic aspects of comparison, the flexibility to se

7、lect the optimum connection mode.Second, I have to carry out short-circuit current calculation, according to point out the short-circuit short-circuit all the short-circuit current and the impact of steady-state c</p&

8、gt;<p>　　Key word： subtation master document calculation of short circuit electric equipment selection</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引 言1</b></p>&

9、lt;p>　　1電力系統(tǒng)分析及變電站總體分析2</p><p>　　1.1電力系統(tǒng)分析2</p><p>　　1.2變電站總體分析3</p><p>　　1.2.1建站規(guī)模3</p><p>　　1.2.2變電所概況3</p><p>　　2負(fù)荷分析和主變壓器的選擇5</p><p

10、><b>　　2.1負(fù)荷分析5</b></p><p>　　2.1.1負(fù)荷分類和定義5</p><p>　　2.1.2本設(shè)計(jì)中的負(fù)荷分析5</p><p><b>　　2.2負(fù)荷計(jì)算7</b></p><p>　　2.2.1負(fù)荷計(jì)算的意義7</p><p>　

11、　2.2.2負(fù)荷計(jì)算7</p><p>　　2.3主變壓器的選擇8</p><p>　　2.3.1主變壓器的選擇原則8</p><p>　　2.3.2主變壓器臺(tái)數(shù)的確定8</p><p>　　2.3.3變壓器相數(shù)的確定9</p><p>　　2.3.4變壓器繞組數(shù)的確定10</p><p

12、>　　2.3.5變壓器聯(lián)結(jié)組別的確定10</p><p>　　2.3.6變壓器容量型號(hào)的確定10</p><p>　　2.3.7主變阻抗的選擇11</p><p>　　2.3.8調(diào)壓方式的選擇12</p><p>　　2.3.9變壓器冷卻方式的選擇12</p><p>　　3電氣主接線的設(shè)計(jì)13<

13、;/p><p>　　3.1電氣主接線的概況13</p><p>　　3.2電氣主接線的基本要求14</p><p>　　3.2.1安全性14</p><p>　　3.2.2可靠性14</p><p>　　3.2.3靈活性14</p><p>　　3.2.4經(jīng)濟(jì)性15</p>

14、<p>　　3.3電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù)15</p><p>　　3.4電氣主接線的主要形式16</p><p>　　3.4.1單母線接線16</p><p>　　3.4.2單母線分段接線17</p><p>　　3.4.3雙母線接線18</p><p>　　3.4.4單母線帶旁路母線接線18&

15、lt;/p><p>　　3.4.5橋形接線19</p><p>　　3.5主接線方案及論證20</p><p>　　4短路電流計(jì)算23</p><p>　　4.1短路的原因及其后果23</p><p>　　4.2短路的種類24</p><p>　　4.3短路電流計(jì)算的意義24</p

16、><p>　　4.4短路電流計(jì)算的一般規(guī)定25</p><p>　　4.5短路電流的標(biāo)幺值計(jì)算法25</p><p>　　4.6短路電流計(jì)算27</p><p>　　4.6.1電力系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖27</p><p>　　4.6.2各元件阻抗標(biāo)么值計(jì)算28</p><p>　　4.6.3 11

17、0kv側(cè)短路分析29</p><p>　　4.6.4 3KV側(cè)短路分析32</p><p>　　4.6.5 短路電流計(jì)算結(jié)果34</p><p>　　5電氣設(shè)備選擇35</p><p>　　5.1電氣設(shè)備選擇的一般要求35</p><p>　　5.2電氣設(shè)備選擇的一般原則35</p><

18、p>　　5.2.1按正常工作條件選擇35</p><p>　　5.2.2按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)36</p><p>　　5.2.3按環(huán)境條件校驗(yàn)37</p><p>　　5.3高壓斷路器的選擇37</p><p>　　5.3.1選擇原則37</p><p>　　5.3.2 110KV側(cè)高壓斷路器的選擇38

19、</p><p>　　5.3.3 6.3KV側(cè)高壓斷路器的選擇39</p><p>　　5.4高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇40</p><p>　　5.4.1 110KV高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇40</p><p>　　5.4.2 6.3KV高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇41</p><p>　　5.5導(dǎo)線的選擇41</p>

20、<p>　　5.5.1選擇原則42</p><p>　　5.5.2 110KV母線的選擇與校驗(yàn)43</p><p>　　5.5.3 6.3KV母線的選擇與校驗(yàn)44</p><p>　　5.6電流互感器的選擇45</p><p>　　5.6.1選擇原則45</p><p>　　5.6.2 110K

21、V側(cè)電流互感器選擇與校驗(yàn)47</p><p>　　5.6.3 6.3KV側(cè)電流互感器選擇與校驗(yàn)48</p><p>　　5.7電壓互感器的選擇49</p><p>　　5.7.1選擇原則49</p><p>　　5.7.2電壓互感器的選擇50</p><p>　　5.8避雷器的選擇50</p>

22、<p>　　5.8.1選擇要求50</p><p>　　5.8.2避雷器的選擇51</p><p>　　6配電裝置及電氣總平面圖設(shè)計(jì)52</p><p>　　6.1配電裝置設(shè)計(jì)原則52</p><p>　　6.2配電裝置的分類53</p><p>　　6.3各種配電裝置的特點(diǎn)54</p&g

23、t;<p>　　6.4配電裝置設(shè)計(jì)的基本步驟54</p><p>　　6.5各電壓級(jí)配電裝置的確定54</p><p>　　6.5.1 110KV側(cè)54</p><p>　　6.5.2 6.3KV側(cè)55</p><p>　　6.6 總平面設(shè)計(jì)55</p><p>　　6.6.1滿足安全運(yùn)行前提下

24、，盡量簡(jiǎn)化55</p><p>　　6.6.2主控制室布置56</p><p>　　6.6.3端子箱、配電箱電纜溝的位置56</p><p>　　6.6.4屋外配電裝置要考慮道路的設(shè)置56</p><p>　　6.6.5所區(qū)大門(mén)的設(shè)置56</p><p>　　7防雷保護(hù)設(shè)計(jì)58</p><

25、;p>　　7.1防雷保護(hù)的特點(diǎn)58</p><p>　　7.2防雷設(shè)計(jì)的原則58</p><p><b>　　7.3避雷針59</b></p><p>　　7.3.1避雷針設(shè)置原則59</p><p>　　7.3.2避雷針裝設(shè)應(yīng)注意的問(wèn)題59</p><p>　　7.3.3避雷針的

26、保護(hù)范圍60</p><p>　　7.4避雷器的設(shè)置62</p><p>　　7.5變電所的防雷保護(hù)63</p><p>　　7.5.1直擊雷保護(hù)的防護(hù)措施63</p><p>　　7.5.2侵入波保護(hù)的防護(hù)措施64</p><p>　　7.6變電所防雷設(shè)計(jì)65</p><p>　　

27、7.6.1直擊雷防護(hù)65</p><p>　　7.6.2雷電波侵入保護(hù)66</p><p><b>　　結(jié) 論67</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)68</b></p><p><b>　　致 謝69</b></p><p>&

28、lt;b>　　引 言</b></p><p>　　電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè)，它是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個(gè)二次能源的工業(yè)，它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他各部門(mén)快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動(dòng)力，其發(fā)展水平是反映國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。</p><p>　　《電力系統(tǒng)

29、設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》[1]第1.0.2條 規(guī)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)在國(guó)家計(jì)劃經(jīng)濟(jì)指導(dǎo)下，在審議后的中期、長(zhǎng)期電力規(guī)劃的基礎(chǔ)上，從電力系統(tǒng)整體出發(fā)，進(jìn)一步研究并提出系統(tǒng)的具體發(fā)展方案；應(yīng)合理利用能源，節(jié)約能源；合理布局電源網(wǎng)絡(luò)，使發(fā)、輸、變電及無(wú)功建設(shè)配套協(xié)調(diào)，并為系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及下一級(jí)電壓的系統(tǒng)設(shè)計(jì)等創(chuàng)造條件；設(shè)計(jì)方案應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、過(guò)度方便、運(yùn)行靈活、切實(shí)可行，以經(jīng)濟(jì)、可靠、質(zhì)量合格和充足的電能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)于人民生活不斷增

30、長(zhǎng)的需要。</p><p>　　變電站是聯(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。在進(jìn)行變電所設(shè)計(jì)時(shí)，須遵照變電所設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的原則，根據(jù)《35~10kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]的要求：</p><p>　　第一、變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程的5~10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行，做到遠(yuǎn)近結(jié)合、以近為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)景發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。</p><p&g

31、t;　　第二、變電所的設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，結(jié)合國(guó)情合理地確定設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　第三、變電所的設(shè)計(jì)，必須節(jié)約用地的原則。</p><p>　　變電站設(shè)計(jì)的內(nèi)容力求概念清楚，層次分明，結(jié)合自己設(shè)計(jì)的原始資料，參考變電站電氣設(shè)計(jì)工程規(guī)范，經(jīng)過(guò)大量翻閱工作，了解設(shè)計(jì)基本過(guò)程，從而進(jìn)一步指導(dǎo)設(shè)計(jì)內(nèi)容的開(kāi)展。現(xiàn)將自己查閱文獻(xiàn)的工作

32、歸述為：通過(guò)查閱館藏書(shū)籍，課本和網(wǎng)絡(luò)資源，了解電力工業(yè)的有關(guān)政策，技術(shù)規(guī)程等方面知識(shí)，理清自己的設(shè)計(jì)思路，查詢有關(guān)電氣設(shè)備等最新動(dòng)態(tài)價(jià)格及參數(shù)，從而為自己的設(shè)計(jì)提供有力的依據(jù)。</p><p>　　通過(guò)查閱文獻(xiàn)，提出我的設(shè)計(jì)思路和具體設(shè)計(jì)內(nèi)容，以便于為設(shè)計(jì)工作提供有理可據(jù)的參考價(jià)值。通過(guò)查閱變電站設(shè)計(jì)規(guī)程，了解發(fā)變電站設(shè)計(jì)的一般過(guò)程及相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)程，明白了要設(shè)計(jì)一個(gè)變電站的設(shè)計(jì)內(nèi)容，清楚設(shè)計(jì)任務(wù)。電氣主接線設(shè)計(jì)，

33、短路計(jì)算，設(shè)備的選擇，配電裝置，防雷保護(hù)設(shè)計(jì)等。</p><p>　　1電力系統(tǒng)分析及變電站總體分析</p><p><b>　　1.1電力系統(tǒng)分析</b></p><p>　　為滿足焦作鐵礦生產(chǎn)生活的供電要求，決定新建一個(gè)110KV降壓變電所。變電所的站址選擇靠近公路，位于某山區(qū)一個(gè)南北狹長(zhǎng)山谷中，地形平緩，土質(zhì)貧瘠有良好的交通運(yùn)輸條件，同時(shí)

34、也為變電站職工的生活提供了方便。由電力系統(tǒng)S向鐵礦變、鋼廠變、化肥變、區(qū)域變供電，構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。S的容量為2360MVA，焦作礦區(qū)變電站的變電壓等級(jí)為110/6.3KV。</p><p>　　《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》[1]中規(guī)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)在國(guó)家計(jì)劃經(jīng)濟(jì)指導(dǎo)下，在審議后的中期、長(zhǎng)期電力規(guī)劃的基礎(chǔ)上，從電力系統(tǒng)整體出發(fā)，進(jìn)一步研究并提出系統(tǒng)的具體發(fā)展方案；應(yīng)合理利用能源，節(jié)約能源；合理布局電源網(wǎng)絡(luò)，使發(fā)、輸、變電及無(wú)功建

35、設(shè)配套協(xié)調(diào)，并為系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及下一級(jí)電壓的系統(tǒng)設(shè)計(jì)等創(chuàng)造條件；設(shè)計(jì)方案應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、過(guò)度方便、運(yùn)行靈活、切實(shí)可行，以經(jīng)濟(jì)、可靠、質(zhì)量合格和充足的電能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)于人民生活不斷增長(zhǎng)的需要。</p><p>　　圖1-1 電力系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖</p><p>　　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。</p><p>　　2、

36、最小運(yùn)行方式時(shí)： S=2000MVA. Xs=1.10;</p><p>　　3、系統(tǒng)可保證本站110KV母線電壓波動(dòng)在±5%以內(nèi)。</p><p>　　1.2變電站總體分析</p><p><b>　　1.2.1建站規(guī)模</b></p><p>　　電壓等級(jí)：110/6.3KV</p><

37、p>　　線路回?cái)?shù)：110KV：2回，備用1回；</p><p>　　6.3KV：13回，備用2回；</p><p>　　1.2.2變電所概況</p><p>　　圖1-2 地理位置示意圖</p><p>　　地理?xiàng)l件：所址位于某山區(qū)一個(gè)南北狹長(zhǎng)山谷中，地形平緩，土質(zhì)貧瘠，平均海拔400米，鄰近負(fù)荷中心，水源充足，交通便利。土質(zhì)為含砂黏

38、土，土壤熱阻系數(shù)度ρT=120℃?CM/W，土溫20℃，地震烈度8度，有利于變電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，另外，也降低對(duì)防雷保護(hù)裝置的要求。</p><p>　　氣象條件：年最高氣溫+40℃，所最低氣溫-22℃，最熱月平均最高溫度+32℃。風(fēng)速32m/s，主導(dǎo)風(fēng)向西北，覆冰厚度15mm。微風(fēng)風(fēng)速3.5m/s,屬于我國(guó)Ⅷ類標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。</p><p>　　站址條件：依據(jù)《35—110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》

39、[2]第2.0.1條，變電站所址的選擇，根據(jù)下列要求綜合考慮確定：</p><p>　　第一、靠近負(fù)荷中心。</p><p>　　第二、節(jié)約用地，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地。</p><p>　　第三、與鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空線和電纜線路的引入和引出。</p><p>　　第四、交通運(yùn)輸方便。</p><p

40、>　　第五、具有適應(yīng)地形，地貌，地址條件。</p><p>　　變電所選址還考慮了變電站與附近設(shè)施的影響。因此，若變電站選址不當(dāng)，必將影響企業(yè)供電系統(tǒng)的主接線方式，電網(wǎng)的損失及投資的大小，還可能引起電力倒流，甚至產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。</p><p>　　2負(fù)荷分析和主變壓器的選擇</p><p><b>　　2.1負(fù)荷分析</b></

41、p><p>　　2.1.1負(fù)荷分類和定義</p><p>　　根據(jù)負(fù)荷允許停電程度的不同，可以將負(fù)荷分為三個(gè)等級(jí)，即一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。等級(jí)不同，對(duì)電力系統(tǒng)供電可靠性與穩(wěn)定性的要求也不同。如果停電，一級(jí)負(fù)荷將造成人身傷亡或引起對(duì)周圍環(huán)境嚴(yán)重污染對(duì)工廠將造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，如重要的大型的 設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，還可能引起社會(huì)秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響。二級(jí)負(fù)

42、荷會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞、產(chǎn)品大量報(bào)廢或減產(chǎn)；還可能引起社會(huì)秩序混亂或較嚴(yán)重的政治影響。三級(jí)負(fù)荷造成的損失不大或不會(huì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失。由此可知，供電的穩(wěn)定性直接影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷等級(jí)不同，對(duì)供電的要求也不相同：對(duì)于一級(jí)負(fù)荷，必須有二個(gè)獨(dú)立電源供電，且任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。對(duì)特別重要的一級(jí)負(fù)荷應(yīng)該由二個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電。對(duì)于二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且任何一個(gè)電源失去后，能保證全

43、部或大部分二級(jí)負(fù)荷供電。對(duì)于三級(jí)負(fù)荷，一般只需一個(gè)電源供電[3]。</p><p>　　2.1.2本設(shè)計(jì)中的負(fù)荷分析</p><p>　　變電所兩側(cè)屬于一、二級(jí)負(fù)荷，左側(cè)主要為水源地、火藥庫(kù)、農(nóng)業(yè)用電，下方為生活區(qū)職工用電，右側(cè)主要是露天礦、礦井、選礦廠工業(yè)用電。</p><p>　　露天礦一、二：出產(chǎn)鐵礦，其中：Ⅰ類負(fù)荷約占10%，Ⅱ類負(fù)荷約占60%，其余為Ⅲ類負(fù)

44、荷。</p><p>　　礦井甲、乙：出產(chǎn)鐵礦，其中：Ⅰ類負(fù)荷約占40%，Ⅱ類負(fù)荷約占40%，其余為Ⅲ類負(fù)荷。</p><p>　　選礦廠一、二:篩選出產(chǎn)礦，其中：Ⅰ類負(fù)荷約占30%，Ⅱ類負(fù)荷約占40%，其余為Ⅲ類負(fù)荷。</p><p>　　水源地：Ⅰ類負(fù)荷約占20%，Ⅱ類負(fù)荷約占60%，其余為Ⅲ類負(fù)荷。</p><p>　　火藥廠：火藥儲(chǔ)存

45、，屬于Ⅲ類負(fù)荷，約占50%，Ⅰ類負(fù)荷約占20%，Ⅱ類負(fù)荷約占30%，</p><p>　　生活區(qū)：職工生活用電，Ⅰ類負(fù)荷約占10%；Ⅱ類負(fù)荷約占50%；其余為類負(fù)荷。</p><p>　　農(nóng)業(yè)用電：Ⅱ類負(fù)荷約占50%；Ⅲ類負(fù)荷約占50%；</p><p>　　備用：Ⅰ類負(fù)荷約占10%；Ⅱ類負(fù)荷，約占40%；其余為Ⅲ類負(fù)荷。</p><p>　

46、　表2-1 ZS礦區(qū)110KV降壓變電所負(fù)荷資料</p><p>　　為滿足電力系統(tǒng)對(duì)無(wú)功的需要，需要在用戶側(cè)裝設(shè)電容器，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，使用戶的功率因數(shù)提高，10kV線路用戶功率因數(shù)應(yīng)不低于0.9。</p><p><b>　　2.2負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　2.2.1負(fù)荷計(jì)算的意義</p><p>　　在

47、進(jìn)行工業(yè)企業(yè)供配電設(shè)計(jì)時(shí)，基本的原始資料是工藝部門(mén)提供的各種用電設(shè)備的安裝容量，這是設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，供電設(shè)計(jì)首先遇到的是全廠要用多少電，即負(fù)荷計(jì)算問(wèn)題。由于工廠里各種用電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)其電力負(fù)荷總是不斷變化，但一般不回超過(guò)其額定容量，而且各臺(tái)用電設(shè)備的最大負(fù)荷一般又不會(huì)在同一時(shí)間出現(xiàn)，所以全廠的最大負(fù)荷總是比全廠各種用電設(shè)備額定容量的總和要小。若根據(jù)設(shè)備容量綜合來(lái)選擇導(dǎo)線和供電設(shè)備必將造成浪費(fèi)；反之，若負(fù)荷計(jì)算過(guò)小，造成導(dǎo)線或用電設(shè)備選

48、擇得過(guò)小，在運(yùn)行中必將使上述元件過(guò)熱，倒是絕緣過(guò)快老化甚至損壞。因此，為了確定供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷大小，合理地選擇供電系統(tǒng)中的元件，有必要對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算[4]。</p><p><b>　　2.2.2負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　　近期負(fù)荷：</b></p><p><b>　　遠(yuǎn)期

49、負(fù)荷： </b></p><p>　　綜合最大計(jì)算負(fù)荷計(jì)算公式：</p><p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　(：同時(shí)系數(shù)，取85%；%：線損率,取5%)</p><p><b>　　視在功率：</b></p><p>　　2.3主變壓器的

50、選擇</p><p>　　在各電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。其容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當(dāng)不僅可減少投資，減少占地面積，同時(shí)也可減少運(yùn)行電能損耗，提高運(yùn)行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。確定合理的變壓器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。特別是我國(guó)當(dāng)前的能源政策是開(kāi)發(fā)與節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠

51、供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。</p><p>　　2.3.1主變壓器的選擇原則</p><p>　　主變壓器的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5~10年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。</p><p>　　在選擇主變壓器容量時(shí)對(duì)重

52、要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足Ⅰ類及Ⅱ類負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的60%~70%。</p><p>　　2.3.2主變壓器臺(tái)數(shù)的確定</p><p>　　變電站主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小、負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求、經(jīng)濟(jì)性及用電發(fā)展規(guī)劃等因素綜合考慮確定。變電器臺(tái)數(shù)越多，供電可靠

53、性越高，但設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。因此，在滿足供電可靠性要求的前提下，變電器臺(tái)數(shù)越少越好。在確定變電器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定余地。</p><p>　　由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分）[5]知變電站主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。</p>

54、<p>　　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，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。</p><p>　　對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的1~2級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器容量。</p><p>　　表2-2 單臺(tái)變壓器和兩臺(tái)變壓器的比較：</p><p>　　由以上可知、正常運(yùn)行時(shí)，變電所負(fù)荷由

55、110kV系統(tǒng)供電，擁有大量的一、二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)滿足電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器并聯(lián)使用。</p><p>　　2.3.3變壓器相數(shù)的確定</p><p>　　主變壓器采用三相或是單項(xiàng)，主要考慮變壓器的制造條件，可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。特別是大型變壓器，尤其需要考察其運(yùn)輸可能性，保證運(yùn)輸是村不超過(guò)隧洞、橋東的準(zhǔn)許通過(guò)限制，運(yùn)輸重量不超過(guò)橋梁、車輛、船舶等運(yùn)輸工具承載能力。

56、</p><p>　　由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分）[5]知：</p><p>　　第一、當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，330KV以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)選用三相變壓器。</p><p>　　第二、當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)諒解的電壓為500KV時(shí)，宜經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較厚，確定選用三項(xiàng)變壓器、兩臺(tái)半容量三相變壓器或單相變壓器組。對(duì)于單機(jī)容量為300MW，并直接生涯到500KV

57、的宜選用三相變壓器。</p><p>　　本變電站為110/6.3KV，位于某山區(qū)一個(gè)南北狹長(zhǎng)山谷中，地形平緩，土質(zhì)貧瘠，平均海拔400米，鄰近負(fù)荷中心，水源充足，交通便利。而且現(xiàn)在社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡?wèn)題，故有以上可知，此變電站的主變器應(yīng)采用三相變壓器。</p><p>　　2.3.4變壓器繞組數(shù)的確定</p><p>

58、　　由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分）[5]知：</p><p>　　對(duì)深入引進(jìn)至負(fù)荷中心、具有直接從高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡(jiǎn)化電壓等級(jí)或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器。</p><p>　　本變電所為110KV/6.3KV降壓變電所，處在負(fù)荷密集需求區(qū)，故采用雙繞組變壓器。</p><p>　　2.3.5變壓器聯(lián)結(jié)組別的確定</p&g

59、t;<p>　　由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分）[5]知雙繞組變壓器采用以下三種連接組別：</p><p>　　YNd11接線用于高壓側(cè)為110KV及以上的大電流接地系統(tǒng)中的變壓器</p><p>　　Yd11接線用于高壓側(cè)為35~60KV，低壓側(cè)為6~10KV的輸配電系統(tǒng)。其低壓側(cè)采用三角形接法可以改善電網(wǎng)的電壓波形，從而是三次諧波電流只能在三角形繞組內(nèi)形成環(huán)流，

60、不致于傳輸?shù)接脩艉凸╇娋€路中去。</p><p>　　Yyn0接線用于高壓側(cè)為6~10KV，低壓側(cè)為380/220KV的配電變壓器，其低壓側(cè)引出中性線，構(gòu)成三相四線制供電。</p><p>　　該變電站電壓等級(jí)為110/6.3KV，所以應(yīng)采用YNd11接線。</p><p>　　2.3.6變壓器容量型號(hào)的確定</p><p>　　2.3.6.

61、1變壓器容量選擇的原則</p><p>　　主變壓器容量一般按變電所建成后5~10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(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)與城市規(guī)劃相結(jié)合。</p><p>　　根據(jù)變電所所帶負(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)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；

62、對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%~80% [4] 。</p><p>　　同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　2.3.6.2變壓器容量的選擇</p><p>　　按遠(yuǎn)期期負(fù)荷只裝一臺(tái)主變校驗(yàn)：</p><p><b>　　(2

63、.2)</b></p><p>　　(n為變電站設(shè)計(jì)中變壓器的臺(tái)數(shù)，在這次設(shè)計(jì)中，n=2)</p><p>　　按近期負(fù)荷只裝一臺(tái)主變校驗(yàn)：</p><p><b>　　(2.3)</b></p><p>　　為保證功率輸送，選標(biāo)準(zhǔn)容量20MVA，確定該站主壓器采用2臺(tái)20MVA的變壓器。</p>

64、<p>　　我國(guó)110KV以下供配電系統(tǒng)中廣泛采用的是SL7系列油浸式三相雙繞組降壓變壓器，屬于我國(guó)第一代低損耗節(jié)能變壓器，但是目前趨向選擇更節(jié)能的S9系列變壓器。</p><p>　　因此根據(jù)上述式子及負(fù)荷分析可以選擇兩臺(tái)型號(hào)為SF9-20000/110的雙繞組調(diào)壓變壓器。變壓器的技術(shù)參數(shù)如表一所示：</p><p>　　表2-3 SF9-20000/110的雙繞組調(diào)壓變

65、壓器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.3.7主變阻抗的選擇</p><p>　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分）[5]知：</p><p>　　變壓器的阻抗實(shí)質(zhì)就是繞組間的漏抗，阻抗的大小主要取決于變壓器的結(jié)構(gòu)和采用的材料。從系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量考慮，希望主變壓器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系統(tǒng)短路電流增加，高、低壓電器設(shè)備選擇遇到困難；另外阻抗的大

66、小要考慮變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求。</p><p>　　主變阻抗選擇原則：各側(cè)阻抗值的選擇須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流計(jì)算、無(wú)功分配、繼電保護(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；對(duì)普通三繞組變，目前有“升壓型”和“降壓型”兩種，“升壓型”繞組排列順序?yàn)樽澡F芯向外為中、低、高。所以高、中側(cè)阻抗最大；“降壓型”依次為低、中、高，所以高、低壓側(cè)阻抗最大。</p><p>　　綜上，選

67、擇“降壓型”結(jié)構(gòu)的變壓器，繞組的排列順序?yàn)樽澡F芯向外依次為低，高；高，低壓側(cè)的阻抗最大。</p><p>　　2.3.8調(diào)壓方式的選擇</p><p>　　由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分）[5]知：</p><p>　　調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào)整是用分解開(kāi)關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常

68、在+5％以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可以達(dá)到+30％。</p><p>　　無(wú)載調(diào)壓變壓器只能在停電時(shí)改變分接頭位置，影響供電可靠性，輸出電能質(zhì)量較差。</p><p>　　有載調(diào)壓變壓器能在調(diào)壓額定容量范圍內(nèi)帶負(fù)荷調(diào)整電壓，范圍較大，一般在15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器可以減小和避免電壓大幅

69、度波動(dòng)，特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時(shí)，有載調(diào)壓可解決。而且對(duì)于110KV及以下的變壓器，以考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器一般都采用有載調(diào)壓。</p><p>　　由以上分析知，此變電站的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。</p><p>　　2.3.9變壓器冷卻方式的選擇</p><p>　　由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分）[5]知：

70、</p><p>　　主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。</p><p>　　小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。</p><p>　　考慮到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性，要求及維護(hù)工作量，首選強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。</p><p><b>　　

71、3電氣主接線的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1電氣主接線的概況</p><p>　　發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對(duì)發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、

72、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。</p><p>　　將電路中的各種電氣設(shè)備按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪制而成的電氣接線圖，稱為電氣主接線簡(jiǎn)圖。主接線圖按其表現(xiàn)的形式可分為單線圖和三線圖，由于單線圖簡(jiǎn)單清楚，繪制和閱讀都很方便，所以主接線圖一般都采用單線圖[5] 。</p><p>　　電氣主接線的主要電氣設(shè)備的文字與

73、圖形符號(hào)如表3-1所示</p><p>　　表3-1 電氣主接線的主要電氣設(shè)備的文字與圖形符號(hào)</p><p>　　3.2電氣主接線的基本要求</p><p><b>　　3.2.1安全性</b></p><p>　　高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)；低壓斷路器（自動(dòng)開(kāi)關(guān)）的電源側(cè)及可能反

74、饋電能的另一側(cè)，必須設(shè)低壓刀開(kāi)關(guān)；裝設(shè)高壓熔斷器—負(fù)荷開(kāi)關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)；變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開(kāi)關(guān)，線路上避雷器前不必裝隔離開(kāi)關(guān)。</p><p><b>　　3.2.2可靠性</b></p><p>　　安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù),保證供電的可靠性是電氣主接線的最基本要

75、求，對(duì)于本設(shè)計(jì)，年最大使用時(shí)間在5000小時(shí)以上，且主要是對(duì)1，2類負(fù)荷供電，必須采用供電可靠的主接線形式，且保證有兩路電源供電，電氣主接線由電氣設(shè)備組成, 電氣設(shè)備本身的質(zhì)量及可靠程度直接影響著主接線的可靠性，綜合考慮，應(yīng)從以下的幾個(gè)方面考慮：</p><p>　　因事故被迫中斷供電的機(jī)會(huì)越少，影響范圍越小，停電時(shí)間越短，主接線的可靠性程度越高；</p><p>　　供電可靠性準(zhǔn)則：連續(xù)

76、性供電，同時(shí)保證電壓頻率在規(guī)定范圍內(nèi)；</p><p>　　通常定性分析和衡量主接線可靠性時(shí)，均從以下幾個(gè)方面考慮：</p><p>　　第一、斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電；</p><p>　　第二、線路斷路器或母線故障時(shí)，以及母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)Ⅰ、Ⅱ類用戶的供電；</p><p>

77、;　　第三、發(fā)電廠或變電所全部停電的可能性；</p><p>　　第四、大型機(jī)組突然停運(yùn)時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果等因素。</p><p><b>　　3.2.3靈活性</b></p><p>　　變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線；兩路電源進(jìn)線，裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時(shí)供電時(shí)，兩臺(tái)主變壓器一般分列運(yùn)

78、行；當(dāng)只一路電源供電，另一路電源備用時(shí)，則兩臺(tái)主變壓器并列運(yùn)行；帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)；主接線方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求相適應(yīng)。</p><p><b>　　3.2.4經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　主接線方案應(yīng)力求簡(jiǎn)單，采用的一次設(shè)備特別是高壓斷路器少，而且應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品；由于工廠變配電所一般都選

79、用安全可靠且經(jīng)濟(jì)美觀的成套配電裝置，因此變配電所主接線方案應(yīng)與所選成套配電裝置的主接線方案配合一致。柜型一般宜采用固定式；只在供電可靠性要求較高時(shí)，才采用手車式或抽屜式；中小型工廠變電所一般才用高壓少油斷路器，在需頻繁操作的場(chǎng)合，則應(yīng)采用真空斷路器或SF6斷路器。斷路器一般采用就地控制，操作多用手力操作機(jī)構(gòu)，但這只適用于三相短路電流不超過(guò)6KA（10KV的SK3≤100MVA）的電路中。如短路電流較大或有遠(yuǎn)控、自控要求時(shí)，則應(yīng)采用電磁操

80、作機(jī)構(gòu)或彈簧操作機(jī)構(gòu)；工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計(jì)量柜，其互感器只供計(jì)費(fèi)的電度表用，應(yīng)考慮無(wú)功功率的人工補(bǔ)償，使最大負(fù)荷時(shí)功率因素達(dá)到規(guī)定的要求；優(yōu)化接線及布置，減少變電所占地面積</p><p>　　總之，變電站通過(guò)合理的接線、設(shè)備無(wú)油化、布置的緊湊以及綜合自動(dòng)化技術(shù)，并將通信設(shè)施并入主控室，簡(jiǎn)化所內(nèi)附屬設(shè)備，從而達(dá)到減少變電站所占地面積，優(yōu)化變電所設(shè)計(jì)，節(jié)約材料，減少人力物力的投入，并能可靠安全的運(yùn)行，避免

81、不必要的定期檢修，達(dá)到降低投資的目的[3]。</p><p>　　3.3電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù)</p><p>　　電氣主接線時(shí)主要設(shè)計(jì)依據(jù)是：</p><p>　　第一、發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。</p><p>　　第二、發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模。</p><p>　　第三、負(fù)荷大小和重要性

82、。</p><p>　　第四、系統(tǒng)備用容量大小。</p><p>　　第五、系統(tǒng)對(duì)電氣主接線提供的具體資料。</p><p>　　3.4電氣主接線的主要形式</p><p>　　3.4.1單母線接線</p><p>　　圖3-1 單母線接線圖</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母

83、線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。對(duì)雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對(duì)重要用戶的供電。而且單母線接線接線簡(jiǎn)單、使用設(shè)備少、操作方便、投資少、便于擴(kuò)建。</p><p>　　缺點(diǎn)：當(dāng)母線及母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)全部，造成整個(gè)配電裝置停電；當(dāng)檢修某一回路的斷路器時(shí)，該回路要停電。因此，單母線接線供電可靠性和靈活性均較差，不能滿足重要用戶的供電要求，一般只適

84、用于容量小和用戶對(duì)供電可靠性要求不高的場(chǎng)所。</p><p>　　適用范圍：一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況：6—110KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)6回；35—63KV配電裝置的回線數(shù)不超過(guò)3回；110—220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)2回[3]。</p><p>　　3.4.2單母線分段接線</p><p>　　圖3-2 單母線分段接線圖

85、</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：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，分段斷路自動(dòng)將故障段切斷，保障正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。單母線分段接線既保留了單母線接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上提高了供電的可靠性，因此這種接線得到廣泛應(yīng)用，特別是在中小型發(fā)電廠和出線不多的35~220KV變電所中尤為適用。</p><p>

86、;　　缺點(diǎn)：當(dāng)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停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均等擴(kuò)建。</p><p>　　適用范圍：6—10KV配電裝置出線回路數(shù)為6及以上時(shí)；35—63KV配電裝置出線回路數(shù)為4—8回時(shí)；110—220KV配電裝置出線回路數(shù)為3—4回時(shí)[3]。</p><p>　　3.4.3雙母線接線</p&g

87、t;<p>　　圖3-3 雙母線接線圖</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：雙母線接線供電可靠，通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)只停該回路。</p><p>　　擴(kuò)建方便，可向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會(huì)引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，

88、不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致交叉跨越。</p><p>　　便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路需要時(shí)單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可將該架路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線上。</p><p>　　缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開(kāi)關(guān)誤操作需在隔離開(kāi)關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。</p><p>　　所以雙母線所用于電源和引出線較多的大中型發(fā)電廠和電壓為220KV及以上的

89、區(qū)域變電所[3]。</p><p>　　3.4.4單母線帶旁路母線接線</p><p>　　單母線分段帶旁路接線是在單母線分段基礎(chǔ)上增加旁路母線和旁路閘刀。其主要作用是減少母線故障或斷路器檢修時(shí)停電范圍，提高系統(tǒng)供電可靠性。在正常運(yùn)行方式下，旁路母線不帶電，類似于單母線分段運(yùn)行方式。</p><p>　　當(dāng)需要檢修斷路器時(shí)，可合上旁路斷路器和相應(yīng)的旁路閘刀，然后

90、斷開(kāi)需要檢修的斷路器和二側(cè)閘刀。其操作方式簡(jiǎn)單，也不影響相應(yīng)電氣設(shè)備正常運(yùn)行。</p><p>　　圖3-4 單母線帶旁路母線接線</p><p>　　這種接線的缺點(diǎn)是需要增加一組母線、專用的旁路斷路器和旁路隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備，使配電裝置復(fù)雜，投資增大，且隔離開(kāi)關(guān)要用來(lái)操作，增加了誤操作的可能性。一般在110KV及以上的高壓配電裝置中才設(shè)置旁路母線[3]。</p><p&

91、gt;　　設(shè)置旁路母線的原則：</p><p>　　1、110kV 優(yōu)先采用簡(jiǎn)易旁母（分段斷路器兼旁路斷路器）,當(dāng)它出線大于6回時(shí)，可設(shè)專用旁路斷路器。</p><p>　　2、35kV 一般不用旁路母線</p><p>　　3、6～10kV 當(dāng)不允許停電檢修D(zhuǎn)L時(shí)可設(shè)旁路母線，而且一般用專用旁路斷路器，它一般不設(shè)旁路母線。</p><p&

92、gt;　　4、6～35kV 配電裝置采用手車式高壓開(kāi)關(guān)柜時(shí)，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。</p><p><b>　　3.4.5橋形接線</b></p><p>　　110kV側(cè)以雙回路與系統(tǒng)相連，而變電站最常操作的是切換變壓器，而與系統(tǒng)聯(lián)接的線路不易發(fā)生故障或頻繁切換，因此可采用內(nèi)橋式線，這也有利于以后變電站的擴(kuò)建。橋形接線分為內(nèi)橋接線和外橋接線。</p>&

93、lt;p>　　內(nèi)橋接線：跨接橋靠近變壓器側(cè)，橋斷路器在線路斷路器之內(nèi)，變壓器回路僅裝隔離開(kāi)關(guān)，不裝斷路器。內(nèi)橋接線對(duì)電源進(jìn)線的操作非常方便，但對(duì)變壓器回路的操作不便。因此，內(nèi)橋接線適用于電源進(jìn)線線路較長(zhǎng)而變壓器又不需要經(jīng)常切換的場(chǎng)所。</p><p>　　圖3-5 橋形接線</p><p>　　外橋接線：跨接橋靠近線路側(cè)，橋斷路器在線路斷路器之外，線路回路僅裝隔離開(kāi)關(guān)，不裝斷路器。

94、外橋接線對(duì)變壓器回路的操作非常方便，但對(duì)電源進(jìn)線回路的操作不便。因此，外橋接線適用于電源進(jìn)線線路較短而變壓器需要經(jīng)常切換的場(chǎng)所。橋型接線中四個(gè)回路只有三個(gè)斷路器，投資少，接線簡(jiǎn)單，宮殿的可靠性和靈活性較高，適用于向一、二類負(fù)荷供電。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：高壓電器少，布置簡(jiǎn)單，造價(jià)低，經(jīng)適當(dāng)布置可較容易地過(guò)渡成單母線分段或雙母線分接線。</p><p>　　缺點(diǎn)：可靠性不是太高，切換操

95、作比較麻煩[3]。</p><p>　　3.5主接線方案及論證</p><p>　　110KV側(cè)初期設(shè)計(jì)回路數(shù)為3，110KV側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。</p><p>　　10KV側(cè)出線回路數(shù)為15回。由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：</p><p>　　當(dāng)6—10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)采用單母

96、分段接線、單母線帶旁路母線接線。</p><p>　　所以制定出兩種方案：</p><p>　　方案Ⅰ：110KV單母線分段接線，6.3KV單母線分段接線。</p><p>　　方案Ⅱ：110KV單母線分段接線，6.3KV單母線帶旁路母線接線</p><p>　　表3-2 主接線設(shè)計(jì)方案對(duì)比</p><p>　　由表3

97、-2對(duì)比看出方案Ⅰ可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)性都是最優(yōu)的，所以確定ZS礦區(qū)變電站電氣主接線選擇方案Ⅰ，110KV單母線分段接線，6.3KV單母線分段接線。所以ZS礦區(qū)變電站主接線圖簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3-6。</p><p>　　圖3-6 ZS礦區(qū)變電站主接線圖簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　4短路電流計(jì)算</b></p><p>　　4.1短路的原

98、因及其后果</p><p>　　短路是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)和最嚴(yán)重的一種故障。所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常情況以外的一切相與相之間或相與地之間發(fā)生的通路的情況。</p><p>　　引起短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞。引起絕緣損壞的原因有：各種形式的過(guò)電壓（如遭到累積）、絕緣材料的自然老化、遭受機(jī)械損傷以及設(shè)備運(yùn)行維護(hù)不良等。此外，運(yùn)行人員由于未遵守安全操作規(guī)程而帶來(lái)的誤操作（如帶帶負(fù)

99、荷拉刀快管、線路或設(shè)備檢修后未拆除地線而送電等）、鳥(niǎo)獸跨接在裸露的載流部分以及風(fēng)、雨、雪、雹等自然現(xiàn)象均會(huì)引起短路故障。</p><p>　　電力系統(tǒng)大聲短路時(shí)，由于系統(tǒng)的總阻抗大為減小，因此伴隨短路所產(chǎn)生的基本現(xiàn)象是：電流急劇增加，短路電流為正常工作電流的幾十倍甚至幾百倍，在大容量電力系統(tǒng)鐘發(fā)生短路時(shí)，短路電流可高達(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安。在電流急劇增加的同時(shí)，系統(tǒng)中的電壓將大幅度下降，計(jì)入繁盛三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的

100、電壓將降到零。</p><p>　　由于短路時(shí)有上述現(xiàn)象發(fā)生，因此短路引起的后果是破壞的，具體表現(xiàn)[4]在：</p><p>　　第一、短路電流的熱效應(yīng)：短路電流通過(guò)設(shè)備將會(huì)使發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，可是設(shè)備因過(guò)熱而損壞甚至燒毀。</p><p>　　第二、短路電流的力效應(yīng) </p><p>　　短路電流將在電氣設(shè)備中產(chǎn)生很大的電

101、動(dòng)力，可引起設(shè)備機(jī)械變形、扭曲甚至損壞。</p><p>　　第三、影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行 </p><p>　　短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，可使系統(tǒng)中的主要負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)因電磁轉(zhuǎn)矩顯著降低而降速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢設(shè)置設(shè)備損壞。</p><p>　　第四、破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性 </p><p>　　短路將引起系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導(dǎo)致

102、并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路故障最嚴(yán)重的后果。</p><p>　　第五、造成電磁干擾 </p><p>　　不對(duì)稱接地短路所產(chǎn)生的不平衡電流，將產(chǎn)生零序不平衡磁通，會(huì)對(duì)鄰近的平衡線路（通信線路、鐵道信號(hào)系統(tǒng)等）產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。</p><p><b>　　4.2短路的種類</b></p>

103、;<p>　　在三相系統(tǒng)中，可能的短路[4]有：三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路，分別用k(3)、k(2)、k(1)和k(1.1)表示。三相短路時(shí)對(duì)稱性短路，其它類型的短路都是不對(duì)稱性短路。</p><p>　　圖4-1 短路的類型（虛線表示短路電流的路徑）</p><p>　　a)三相短路 b)兩相短路 c)單相短路接地 d)兩相接地短路</p>

104、<p>　　運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在電力系統(tǒng)各種短路故障中，單相接地短路占大多數(shù)（大約占65%），而三相短路的機(jī)會(huì)最少（只占5%），但三相短路的短路電流最大，故障產(chǎn)生的后果也最為嚴(yán)重，必須給與足夠的重視。此外、三相短路計(jì)算又是一切不對(duì)稱短路計(jì)算的基礎(chǔ)。事實(shí)上，從以后的分析計(jì)算中可以看出，一切不對(duì)稱大段路的就算，都是應(yīng)用對(duì)稱分量法將其轉(zhuǎn)化為對(duì)稱短路來(lái)計(jì)算的。因此，對(duì)三相短路的研究具有重要的意義。</p><p>

105、;　　4.3短路電流計(jì)算的意義</p><p>　　在變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算目的有以下幾個(gè)方面：在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否采取限制短路電流措施等均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算；在選擇電氣設(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；在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相

106、間和相對(duì)地距離；接地裝置的設(shè)計(jì)也需用短路電流。</p><p>　　4.4短路電流計(jì)算的一般規(guī)定</p><p>　　為了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)。</p><p>　　短路電流計(jì)算應(yīng)包括以下規(guī)定：</p><p>　　第一、驗(yàn)算導(dǎo)體的穩(wěn)定性和電器的動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)

107、定以及電器開(kāi)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(lái)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(guò)程中的可能的并列運(yùn)行方式的接線方式。</p><p>　　第二、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。</p>

108、<p>　　第三、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(kāi)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。</p><p>　　第四、導(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。若發(fā)電機(jī)的出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系

109、統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算[8]。</p><p>　　4.5短路電流的標(biāo)幺值計(jì)算法</p><p>　　短路電流計(jì)算中,各電氣量如電流、電壓、阻抗、功率（或容量）等的數(shù)值，可以用有名值表示，也可以用標(biāo)幺值表示。為了計(jì)算方便，通常在1KV以下的低壓系統(tǒng)中宜采用有名值，而高壓系統(tǒng)中由于由多個(gè)電壓等級(jí)，存在電抗換算問(wèn)題，所以宜采用標(biāo)么值。&l

110、t;/p><p>　　在高壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算中，通常總阻抗遠(yuǎn)大于總電阻，所以一般可以只計(jì)個(gè)主要元件的電抗而忽略其電阻，只有當(dāng)短路回路的電阻R>X/3時(shí)才需記及電阻</p><p>　　所謂標(biāo)幺值,是實(shí)際值與基準(zhǔn)值之比。標(biāo)幺值沒(méi)有單位.在短路計(jì)算中經(jīng)常用到的四個(gè)物理量是容量S、電壓U、電流I 、電抗X。通常設(shè)基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量Sd、電壓Ud、基準(zhǔn)電流Id基準(zhǔn)電抗Xd分別為,則這一元件的各已知

111、量的標(biāo)幺值分別為：</p><p><b>　　(4.1)</b></p><p><b>　　(4.2)</b></p><p><b>　　(4.3)</b></p><p><b>　　(4.4)</b></p><p>　　

112、為了計(jì)算方便，常取基準(zhǔn)容量采用=100MVA，基準(zhǔn)電壓用各級(jí)線路的平均額定電壓，即，一般取線路平均額定電壓為其額定電壓的1.05倍，如表4-1所示。</p><p>　　表4-1 線路的額定電壓與平均額定電壓</p><p>　　在產(chǎn)品樣本中，電力系統(tǒng)中各電氣設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器等所給出的標(biāo)幺值，都是以其本身額定值（額定容量、額定電壓）為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值或百分值，即額定標(biāo)幺值。由于各

113、電氣設(shè)備的額定值往往不盡相同，基準(zhǔn)值不同的標(biāo)幺值是不能直接進(jìn)行運(yùn)算的，因此，必須把不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值換算成統(tǒng)一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值。</p><p>　　發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)通常給出、和額定電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　　(4.5)</b></p><p>　　變壓器：變壓器通常給出、和短路電壓百分?jǐn)?shù)</p><p><

114、;b>　　(4.6)</b></p><p>　　電抗器：電抗器通常是用來(lái)限制短路電流的電感線圈，通常給出的是額定電壓、額定電流和電抗百分?jǐn)?shù)。</p><p><b>　　(4.7)</b></p><p>　　輸電線路：通常給出線路長(zhǎng)度L和每公里電抗值，可按下式求出其電抗標(biāo)幺值</p><p><

115、;b>　　(4.8)</b></p><p>　　在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，往往有多個(gè)不同等級(jí)的線路，他們之間通過(guò)變壓器相連。在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，必須把不同電壓等級(jí)中各個(gè)元件的電抗都?xì)w算到同一個(gè)電壓等級(jí)，即全部歸算到所謂基本電壓級(jí)。</p><p>　　將各元件的電抗標(biāo)么值求出后，就可以畫(huà)出由電源到短路點(diǎn)的等效電路圖，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，最后求出短路回路總電抗標(biāo)么值。求電源到短