畢業(yè)設(shè)計(jì)--110kv變電站一次部分設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目名稱：110kV變電站一次部分設(shè)計(jì)</p><p>　　院系名稱：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院</p><p>　　班 級(jí)：電氣本11-4班</p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p&

2、gt;<b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　2013 年 5月</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要根據(jù)所給數(shù)據(jù)和要求進(jìn)行110kV變

3、電站一次部分設(shè)計(jì)。首先根據(jù)任務(wù)書(shū)所給系統(tǒng)及線路負(fù)荷的有關(guān)技術(shù)參數(shù)，通過(guò)對(duì)所建變電站出線的考慮和對(duì)負(fù)荷資料的分析，在滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性的前提下確定了110kV、35kV、10kV側(cè)主接線的形式，然后又通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及對(duì)供電范圍內(nèi)一級(jí)負(fù)荷供電可靠性的考慮及對(duì)N-1原則的應(yīng)用，確定了主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)，并依據(jù)N+1原則設(shè)計(jì)了變電所所用電，為以后的計(jì)算和設(shè)備選取做好準(zhǔn)備，又進(jìn)行等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，選擇短路點(diǎn)做出短路等值電路并進(jìn)行短路計(jì)算，

4、根據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果及最大持續(xù)工作電流，對(duì)包括母線、高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、互感器在內(nèi)的電氣設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)，并根據(jù)工程情況參考有關(guān)技術(shù)手冊(cè)確定了變電所的配電裝置。本文同時(shí)對(duì)變電所防雷保護(hù)尤其是雷電沿導(dǎo)線進(jìn)入變電所的侵入波保護(hù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析并且還考慮了變電所接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)，最后繪出了電氣主接線圖及配電裝置圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電氣主接線 短路計(jì)算 電氣設(shè)備 變電所設(shè)計(jì) 配電裝置</

5、p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper designs a 110kV substation.Firstly,according to the given material,electricity line and the parameters of the load which is provided by the a

6、ssignment book,through considering the would-be substation,analyzing electrical data,confirming the Main electrical bus formation of 110kV、35kV、10kV side based on security,economy and reliability,under the guide of dispi

7、line N-1 then conform the numbers,volume and type of the main transformer through circuit calculation and supply district,thus g</p><p>　　Keywords: Substation design,Transformer,Main electrical wiring,Equipm

8、ent election</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 變電站概述1</p><p>　　1.1.1變電站在電

9、力系統(tǒng)中的地位1</p><p>　　1.1.2負(fù)荷對(duì)變電所供電的要求2</p><p>　　1.1.3電力系統(tǒng)的額定電壓2</p><p>　　1.2 我國(guó)變電站及其設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及新變化3</p><p>　　1.3 變電站設(shè)計(jì)的主要原則5</p><p>　　第2章電氣主接線設(shè)計(jì)6</p&

10、gt;<p>　　2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)6</p><p>　　2.1.1對(duì)電氣主接線的基本要求6</p><p>　　2.1.2變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)原則7</p><p>　　2.1.3電氣主接線設(shè)計(jì)步驟8</p><p>　　2.2 電氣主接線的基本形式10</p><p>　　2.3

11、 電氣主接線選擇10</p><p>　　第3章 變電站主變壓器選擇15</p><p>　　3.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇15</p><p>　　3.2無(wú)功補(bǔ)償措施16</p><p>　　3.2.1無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)谋匾?6</p><p>　　3.2.2無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒?6</p><

12、;p>　　3.3主變壓器容量的選擇17</p><p>　　3.4主變壓器型號(hào)的選擇19</p><p>　　3.5 主變壓器選擇型號(hào)21</p><p>　　3.6變電所所用電設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.6.2 直流系統(tǒng)22</p><p>　　3.6.3 所用電選擇22</p>

13、<p>　　第4章 短路電流計(jì)算23</p><p>　　4.1短路形成原因23</p><p>　　4.2 短路的危害及預(yù)防辦法24</p><p>　　4.3短路電流計(jì)算的目的24</p><p>　　4.4 短路電流計(jì)算方法25</p><p>　　4.5短路電流計(jì)算25</p>

14、;<p>　　4.5.1 110kV側(cè)母線短路計(jì)算28</p><p>　　4.5.2 35kV側(cè)母線短路計(jì)算30</p><p>　　4.5.3 10kV側(cè)母線短路計(jì)算33</p><p>　　第5章 電氣設(shè)備的選擇36</p><p>　　5.1 導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn)36</p><p>

15、;　　5.1.1 110kV母線選擇及校驗(yàn)38</p><p>　　5.1.2 35kV母線選擇及校驗(yàn)39</p><p>　　5.1.3 10kV母線選擇及校驗(yàn)40</p><p>　　5.2 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)41</p><p>　　5.2.1 110kV側(cè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)42</p>

16、<p>　　5.2.2 35kV側(cè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)45</p><p>　　5.2.3 10kV側(cè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)48</p><p>　　5.2.4 10kV側(cè)母聯(lián)斷路器的選擇和校驗(yàn)50</p><p>　　5.3 互感器的選擇52</p><p>　　5.3.1 電流互感器的選擇53&

17、lt;/p><p>　　5.3.2電流互感器的校驗(yàn)55</p><p>　　5.3.3電壓互感器的選擇56</p><p>　　第6章 防雷保護(hù)59</p><p>　　6.1直擊雷保護(hù)59</p><p>　　6.2 侵入波保護(hù)59</p><p>　　6.3變電所接地裝置60<

18、;/p><p>　　第7章配電裝置61</p><p>　　7.1配電裝置概述61</p><p>　　7.1.1配電裝置的類型及其特點(diǎn)61</p><p>　　7.1.2配電裝置型式的選擇62</p><p>　　7.2 對(duì)配電裝置的基本要求和設(shè)計(jì)步驟63</p><p>　　7.3 屋

19、內(nèi)配電裝置63</p><p>　　7.4 屋外配電裝置64</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)67</b></p><p><b>　　附錄69</b></p><p>　　附錄1 電氣主接線圖69</p><p>　　附錄2 配電裝置平面圖70</

20、p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 變電站概述</b></p><p>　　1.1.1變電站在電力系統(tǒng)中的地位</p><p>　　電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過(guò)電氣的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。變電站是電力系統(tǒng)的至

21、關(guān)重要的組成部分，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，其工作狀況直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類：一類是電力元件，它們能實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)、變換、輸送和分配，消費(fèi)任務(wù)稱之為電力系統(tǒng)一次部分；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如電力系統(tǒng)的保護(hù)、監(jiān)控及遠(yuǎn)動(dòng)等功能組成等稱之為電力系統(tǒng)二次部分。</p><p>　　根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用，可將變電站

22、分為下列幾類：</p><p><b>　?。?) 樞紐變電站</b></p><p>　　樞紐變電站是位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓部分起匯集多個(gè)電源作用的電壓為330~500kV的變電站，樞紐變電站是整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)系統(tǒng)，樞紐變電站一旦停電，將引起大面積停電事故，嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活，重者將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。</p>

23、<p><b>　?。?）中間變電站</b></p><p>　　中間變電所的高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)變換功率的作用。系統(tǒng)中為了使長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯聚2~3個(gè)電源，電壓等級(jí)為220~330kV，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)刎?fù)荷用電，中間變電所停電以后，將引起本區(qū)域的部分負(fù)荷供電，重者引起區(qū)域電網(wǎng)解列。</p><p><b>　?。?）地區(qū)變電站

24、</b></p><p>　　地區(qū)變電站是以向地區(qū)用戶供電為主的變電站，是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電站，其高壓側(cè)一般為110或220kV，全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。</p><p><b>　?。?）終端變電站</b></p><p>　　終端變電站在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，其高壓側(cè)的電壓為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電

25、的變電站，全所停電后，只是用戶受到損失，一般不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成較大影響。</p><p>　　1.1.2負(fù)荷對(duì)變電所供電的要求</p><p>　　(1)保證可靠的持續(xù)供電：電力系統(tǒng)供電的可靠性是其能不間斷供電的可靠程度。對(duì)于系統(tǒng)中的一級(jí)負(fù)荷，一旦出現(xiàn)供電中斷，不僅影響生產(chǎn)，而且可能使設(shè)備損壞，進(jìn)而影響社會(huì)穩(wěn)定甚至?xí)驍嚯姸鹑藛T傷亡事故，更有甚者將造成整個(gè)系統(tǒng)的的癱瘓，停電給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民

26、生活造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)本身的損失。</p><p>　　(2)保證良好的電能質(zhì)量即滿足供電的技術(shù)合理性。良好的電能質(zhì)量即供電的技術(shù)合理性是指電能的電壓、頻率、波形等技術(shù)指標(biāo)要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)額定電壓的±5%，10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%，220V單相供電

27、電壓允許偏差為額定電壓的+7%、-10%。</p><p>　　頻率質(zhì)量的偏差會(huì)影響到某些電氣設(shè)備如電動(dòng)機(jī)和軍用雷達(dá)的正常工作。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：3000MW以及上系統(tǒng)不超過(guò)±0.2Hz，3000MHZ以下系統(tǒng)不超過(guò)±0.5Hz，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過(guò)給定值來(lái)衡量。</p><p>　　(3)保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：衡量電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的兩個(gè)重要指標(biāo)是煤耗率和網(wǎng)損率。即便是

28、損耗的比率不是特別大，但電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源源總消耗占的比重約為70％，輸送和分配時(shí)的損耗絕對(duì)值也非常巨大。因此，降低每向用戶供應(yīng)一度電能損耗的能源和降低變換、輸送、分配時(shí)的損耗對(duì)于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性又十分重要的意義。</p><p>　　1.1.3電力系統(tǒng)的額定電壓</p><p>　　為了使電力設(shè)備的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化并實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間互換，系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線

29、路及各種設(shè)備都是按規(guī)定的額定電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的。</p><p>　　電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)是國(guó)家根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電力工業(yè)的發(fā)展、運(yùn)行水平，經(jīng)全面經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析后確定的。</p><p>　　我國(guó)現(xiàn)階段電力設(shè)備的額定電壓分三類：</p><p>　　第一類額定電壓在100V以下，這類電壓主要用與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的照明、蓄電池及開(kāi)關(guān)設(shè)備的操作電源中；</p>

30、;<p>　　第二類額定電壓高于100V，低于1000V，這類電壓主要用于低壓三相電動(dòng)機(jī)及照明設(shè)備，常見(jiàn)的有380V和660V；</p><p>　　第三類額定電壓高于1000V，這類電壓主要用于發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路及設(shè)備。</p><p>　　三相視在功率S=3UI，當(dāng)輸出功率為定值時(shí)，電壓升高，電流降低，線路、電氣的載流部分所需的截面積就變小，有色金屬的投資也降低，

31、同時(shí)由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損耗也較小；另一方面，電壓越高，對(duì)設(shè)備和導(dǎo)線絕緣水平的要求就越高，變壓器、開(kāi)關(guān)等設(shè)備絕緣方面的投資也越大。綜合考慮這些因素，對(duì)應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離都有一個(gè)最為經(jīng)濟(jì)合理的輸電電壓，當(dāng)從設(shè)備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，又不應(yīng)隨意確定輸電電壓。</p><p>　　1.2 我國(guó)變電站及其設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及新變化</p><p>　

32、　新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)電力系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段，電力建設(shè)得到長(zhǎng)足發(fā)展。由于我國(guó)電力建設(shè)起步比較晚，目前我國(guó)變電站主要趨勢(shì)是老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)變，有人值班向無(wú)人值班變電站轉(zhuǎn)變，交流傳輸向直流傳輸轉(zhuǎn)變，在城市變電站建設(shè)中，戶內(nèi)型變電站大幅增加，屋內(nèi)配電裝置廣泛使用。國(guó)外變電站主要是采用柔性技術(shù)由交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變，而數(shù)字化智能變電站也是國(guó)內(nèi)外變電站未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)之一。 </p><p>　　1.無(wú)人值

33、守變電站 </p><p>　　我國(guó)變電站的發(fā)展趨向于變電站無(wú)人值班運(yùn)行管理，許多220 kV及以下電壓等級(jí)變電站已經(jīng)開(kāi)始由監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控，基本上實(shí)現(xiàn)了變電站無(wú)人值守。但作為國(guó)內(nèi)電網(wǎng)中最高電壓等級(jí)的500 kV和330 kV變電站，即使采用了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的，也基本上都是實(shí)行有人值守的管理方式。而在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，各個(gè)電壓等級(jí)變電站都能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守,由此可見(jiàn)，在國(guó)內(nèi)外無(wú)人值守變電站之間、國(guó)內(nèi)外變電站自動(dòng)

34、化系統(tǒng)之間都還有很大的差異。</p><p>　　全面實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守對(duì)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)有非常明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益:</p><p>　　1)大幅度提高了運(yùn)行可靠性；</p><p>　　加快了對(duì)事故處理的速度；</p><p>　　提高了電力行業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率；</p><p>　　降低了電力基礎(chǔ)建設(shè)成本；</p>

35、;<p><b>　　降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。</b></p><p>　　2.城市變電站建設(shè) </p><p>　　多種變電站的型式中屋內(nèi)型變電站受到各方面的重視，在最近幾年得到飛速發(fā)展，由于屋內(nèi)變電站允許安全凈距小且可以分層布置而使占地面積較小并且室內(nèi)變電站的維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，可減輕維護(hù)工作量，變電所運(yùn)行不受氣候影響。 </p>&

36、lt;p>　　數(shù)字化智能變電站 </p><p>　　在變電站綜合自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化電器的發(fā)展，特別是智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站自動(dòng)化技術(shù)即將進(jìn)入新階段，這些新技術(shù)的日趨成熟帶來(lái)全數(shù)字化的變電站新概念。數(shù)字化變電站三個(gè)最重要的特征就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，

37、使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)。</p><p>　　依據(jù)我國(guó)電力工業(yè)實(shí)際情況國(guó)情，電力系統(tǒng)的變電所運(yùn)行技術(shù)有了新的飛躍，我國(guó)變電站設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一些新的趨勢(shì)。</p><p>　　1.變電站接線方案趨于簡(jiǎn)單化　　制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量以及電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的提高，為變電站接線簡(jiǎn)化提供了可能。例如，高壓斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備之一，其制造技術(shù)近年來(lái)有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時(shí)間

38、縮短。</p><p>　　2.新的電氣一次設(shè)備大量采用 近年來(lái)電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、高可靠性新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，電氣設(shè)備趨于無(wú)油化，采用SF6氣體絕緣的設(shè)備價(jià)格不斷下降，伴隨著國(guó)產(chǎn)GIS向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。 </p><p>　　3.變電站占地及建筑面積減少</p><p>　　經(jīng)濟(jì)和城市

39、建設(shè)的發(fā)展要求新建的城市變電站必須符合城市的形象及環(huán)保要求，追求綜合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，所以設(shè)計(jì)形式多采用地面全戶內(nèi)型或地下等布置形式，這使得占地面積有效減少。</p><p>　　4.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)</p><p>　　變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)新興的用以提高變電站運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的

40、新的趨勢(shì)。 </p><p>　　1.3 變電站設(shè)計(jì)的主要原則</p><p>　　變電站設(shè)計(jì)的基本原則是：安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、投資合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、運(yùn)行高效，時(shí)效性和和諧性的統(tǒng)一。變電站設(shè)計(jì)的分類可依據(jù)變電站標(biāo)準(zhǔn)方式、配電裝置型式和變電站規(guī)模3個(gè)層次進(jìn)行劃分。</p><p>　　(1)按照變電站布置方式分類：110kV變電站分為戶外變電站、戶內(nèi)變電站和半地下變電

41、站3類。戶外變電站是指最高電壓等級(jí)的配電裝置、主變布置在戶外的變電站；戶內(nèi)變電站是指配電裝置布置在戶內(nèi)，主變布置在戶外或者戶內(nèi)的變電站。半地下變電站是指主變布置在地上，其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站；地下變電站是指主變及其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站。</p><p>　　(2)按配電裝置型式分類：110kV配電裝置可再分為常規(guī)敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備和全封閉式組合電氣設(shè)備兩類。</p>

42、<p>　　(3)按變電站規(guī)模進(jìn)行分類：例如戶外AIS變電站，可按最高電壓等級(jí)的出線回路數(shù)和主變臺(tái)數(shù)、容量等不同規(guī)模分為終端變電站、中間變電站和樞紐變電站。</p><p>　　第2章電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p>　　電氣主接線根據(jù)電能輸送和分配的要求，表示主要電氣設(shè)備相互之間的連接關(guān)系，以及本變電站(或發(fā)電廠)與電力系統(tǒng)的電氣連接關(guān)系，電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、

43、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。主接線的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對(duì)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。</p><p>　　2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)</p><p>　　2.1.1對(duì)電氣主接線的基本要求</p><p>　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)規(guī)模龐大的、嚴(yán)密的整

44、體，各個(gè)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)，其主接線的質(zhì)量的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。</p><p>　　(1) 運(yùn)行的可靠性</p><p>　　運(yùn)行可靠性的幾個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：斷路器檢修時(shí)是否影響導(dǎo)致供電中斷；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電支路數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)

45、短，以及能否保證對(duì)重要用戶的不間斷供電。</p><p>　　(2)具有一定的靈活性</p><p>　　主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度指令靈活的改變運(yùn)行方式，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的將有關(guān)設(shè)備或線路退出系統(tǒng)運(yùn)行。盡量做到切除故障停電時(shí)間短，影響范圍就最小，并且在檢修時(shí)可以保證電力檢修人員的人身安全。</p><p>　　(3)操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便<

46、;/p><p>　　主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、明了、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。太復(fù)雜的接線不但不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或者不必要的停電。</p><p><b>　　(4)經(jīng)濟(jì)上合理</b></p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作

47、靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本，使其盡可能的發(fā)揮最佳經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　2.1.2變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程具體情況，在保證供電安全可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行和維護(hù)的經(jīng)濟(jì)方便，盡可能地節(jié)

48、省投資，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。</p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。它與電力系統(tǒng)、電廠動(dòng)能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求密切相關(guān)，并對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大影響。因此，主接線設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，合理的

49、選擇主接線方案。</p><p>　　對(duì)于變電站的電氣主接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用較少斷路器的或不用斷路器的接線，如線路—變壓器組接線，若能滿足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可使用線路分支接線。為正確選擇接線和設(shè)備，必須進(jìn)行各級(jí)電壓最大最小有功和無(wú)功電力負(fù)荷的平衡，當(dāng)缺乏足夠的技術(shù)資料時(shí)，可采取下列數(shù)據(jù)：</p><p>　　1.最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的60~70%，如主要農(nóng)業(yè)負(fù)荷時(shí)則

50、取20~30%；</p><p>　　2.負(fù)荷同時(shí)率取0.85~0.9，當(dāng)饋線在三回以下且有大負(fù)荷時(shí)，取0.95~1；</p><p>　　3.功率因數(shù)一般取0.8；</p><p>　?。?線損平均取5%。</p><p>　　我國(guó)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》對(duì)主接線設(shè)計(jì)作了如下規(guī)定：在滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路

51、器的接線。在110~220kV變電所中，一般采用雙母線。在35kV變電所中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋型接線；當(dāng)出線為2回以上時(shí)，一般采用單母線分段或單母線接線。出線回路數(shù)和電源數(shù)較多的污穢環(huán)境中的變電所，可采用雙母線接線。在6~10kV變電所，一般采用單母線接線或單母線分段接線。</p><p>　　2.1.3電氣主接線設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)需伴隨著發(fā)電廠或變電站

52、的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性分析調(diào)查階段、工程初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段。</p><p><b>　?。?）分析原始資料</b></p><p><b>　　1.本工程情況</b></p><p>　　包括變電站類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺(tái)數(shù)及容量，最大負(fù)荷利用小

53、時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。</p><p><b>　　2.電力系統(tǒng)狀況 </b></p><p>　　包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃（5~10年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用,本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。</p><p>　　電力系統(tǒng)中中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合問(wèn)題，它與電壓等級(jí)、單相接地短

54、路電流、過(guò)電壓水平有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運(yùn)行安全以及對(duì)附近通信線路的干擾等。我國(guó)電力安全規(guī)程規(guī)定35kV及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱小電流接地系統(tǒng)，以保證供電可靠性。對(duì)110kV及以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，又稱大電流接地系統(tǒng)以防止輸電線路電壓升高而以其它方式保證供電的可靠性。</p><p><b&

55、gt;　　3.負(fù)荷情況</b></p><p>　　包括本地區(qū)負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷的原始資料是設(shè)計(jì)主接線的基本依據(jù)之一，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎(chǔ)。對(duì)電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，還應(yīng)有中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，直接決定著發(fā)電廠和變電站電氣主接線設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，一個(gè)優(yōu)良的設(shè)計(jì)，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長(zhǎng)

56、遠(yuǎn)時(shí)間(5~10年)的檢驗(yàn)。 </p><p><b>　　4.設(shè)備制造情況</b></p><p>　　這往往是設(shè)計(jì)能否成立的重要前提，為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電氣設(shè)備的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等情況匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的可行性。</p><p><b>　　5.環(huán)境條件</b></p

57、><p>　　包括當(dāng)?shù)氐淖顭嵩缕骄鶜鉁亍h(huán)境濕度、覆冰厚度、污穢程度、風(fēng)向水平、水文地質(zhì)情況、海拔高度及地震等因素，對(duì)主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的設(shè)計(jì)均有直接影響。對(duì)此，應(yīng)予以足夠重視,對(duì)重型設(shè)備如大容量三相變壓器的運(yùn)輸條件亦應(yīng)充分考慮。</p><p>　?。?）主接線方案的擬定與選擇</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，在對(duì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)

58、對(duì)電源進(jìn)線數(shù)和出線回路數(shù)、變電所內(nèi)電壓級(jí)別、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)的考慮，可擬定出若干個(gè)可行的主接線方案（近期和遠(yuǎn)景）。然后從經(jīng)濟(jì)技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2~3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，有可能滿足任務(wù)書(shū)要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合最新技術(shù)，對(duì)于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量發(fā)電廠或變電站主接線，還應(yīng)進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最終確定最終方案。</p><p>　?。?）短路電流計(jì)算和主要電氣設(shè)

59、備選擇與校驗(yàn)</p><p>　　對(duì)選定的電氣主接線選擇適當(dāng)短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流計(jì)算，并選擇校驗(yàn)合理的電氣設(shè)備包括導(dǎo)線、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器等。</p><p>　?。?）繪制電氣主接線</p><p>　　對(duì)最終選擇的電氣主接線形式，按照要求，繪出電氣主接線圖。</p><p>　　此外還要注意：對(duì)于工程設(shè)計(jì)，無(wú)論哪個(gè)設(shè)計(jì)階段，概算都是必

60、不可少的組成部分，它不僅反映工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性的關(guān)系，而且為合理地確定和有效控制工程造價(jià)創(chuàng)造條件，概算的編制以設(shè)計(jì)圖紙為基礎(chǔ)，以國(guó)家頒布的有關(guān)文件和具體規(guī)定為依據(jù)，并按國(guó)家定價(jià)與市場(chǎng)調(diào)整或浮動(dòng)價(jià)格相結(jié)合的原則進(jìn)行。概算的構(gòu)成主要有以下內(nèi)容： </p><p>　　主要設(shè)備器材費(fèi)，包括設(shè)備原價(jià)、主要材料(鋼材、木材、水泥等)費(fèi)、設(shè)備運(yùn)雜費(fèi)(含成套服務(wù)費(fèi))、備品備件購(gòu)置費(fèi)、生產(chǎn)器具購(gòu)置費(fèi)等。除設(shè)備及材

61、料費(fèi)。</p><p>　　(2)安裝工程費(fèi)，包括直接費(fèi)、間接費(fèi)及稅金等。直接費(fèi)指在安裝設(shè)備過(guò)程中直接消耗在該設(shè)備上的有關(guān)費(fèi)用；間接費(fèi)指安裝設(shè)備過(guò)程中為全工程項(xiàng)目服務(wù)，而不直接耗用在特定設(shè)備上的有關(guān)費(fèi)用；稅金是指國(guó)家對(duì)施工企業(yè)承包安裝工程的營(yíng)業(yè)收入所征收的營(yíng)業(yè)稅、教育附加和城市維護(hù)建設(shè)稅。 </p><p><b>　　(3)其他費(fèi)用。</b></p>

62、;<p>　　2.2 電氣主接線的基本形式</p><p>　　由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同，且各回路饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯?，因而為便于電能的匯集和分配，在進(jìn)出線較多（一般超過(guò)4回）的場(chǎng)合，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而與有母線的接線相比，無(wú)匯流母線的接線使用電氣設(shè)備較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)

63、電廠和變電站。</p><p>　　有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無(wú)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>　　2.3 電氣主接線選擇</p><p>　　依據(jù)原始資料，經(jīng)過(guò)分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟(jì)性的要求，高壓側(cè)有4回出線，其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有6回出線，其中兩回備用

64、，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有11回出線，其中兩回備用，可以采用單母線分段、雙母線的接線方式，經(jīng)過(guò)分析、綜合、組合和比較，提出三種方案：</p><p>　　方案一：110kV側(cè)采用雙母線接線方式，35kV側(cè)采用雙母線接線方式，10kV側(cè)采用單母線分段接線方式。</p><p>　　110kV側(cè)采用雙母線接線方式，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活，檢修母線時(shí)不中斷供電，任一組母線故障

65、時(shí)僅短時(shí)停電，可靠性高。缺點(diǎn)是，操作復(fù)雜，10kV側(cè)采用單母線分段接線方式，一級(jí)負(fù)荷占35%左右，二級(jí)負(fù)荷占30%左右，一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷占65%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，造價(jià)低，擴(kuò)展性好，缺點(diǎn)是可靠性靈活性差。</p><p>　　方案二：110kV側(cè)采用雙母線接線方式，35kV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10kV側(cè)采用單母線分段接線方式，優(yōu)點(diǎn)是，檢修任一進(jìn)出線斷路器時(shí)，不

66、中斷對(duì)該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點(diǎn)是，增設(shè)旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)目，接線復(fù)雜，投資增大，方案二的主接線圖如下：</p><p>　　方案三：110kV側(cè)采用雙母線接線方式，35kV側(cè)采用單母線分段接線方式，10kV側(cè)采用雙母線接線方式。接線圖如下圖所示。</p><p>　　對(duì)于上述三種方案綜合考慮：</p

67、><p>　　該地區(qū)海拔170m，海拔并不高，對(duì)變電站設(shè)計(jì)沒(méi)有特殊要求，地勢(shì)平坦，屬平原地帶，為輕微地震區(qū)，年最高氣溫+42°C，年最低氣溫-8°C，年平均氣溫+14°C，最熱月平均最高溫度+36°C。最大風(fēng)速25m/s，覆冰厚度為8mm，屬于我國(guó)第V標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。</p><p>　　《35kV~ll0kV 變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.2.5 條：當(dāng)變電所裝有

68、兩臺(tái)主變壓器時(shí)，6~l0kV 側(cè)宜采用單母分段接線，線路為12回及以上時(shí)，也可采用雙母線，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。因此110kV側(cè)采用雙母線接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟(jì)性要求，對(duì)于35kV側(cè)采用單母線分段接線方式而10kV側(cè)采用雙母線接線形式。</p><p>　　綜合以上分析，本設(shè)計(jì)采用第三種方案。</p><p>　　第3章 變電站主變壓器選擇</p&

69、gt;<p>　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中最為重要的電氣設(shè)備之一，它擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，合理確定的變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。</p><p>　　3.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　在變電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般需要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，以保證對(duì)用戶供電的可靠性。對(duì)110kV及以下的終端或分支變電站，如果只有一個(gè)電源，或變

70、電所的重要負(fù)荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，對(duì)大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體工程情況裝設(shè)2~4臺(tái)主變壓器，以便減小單臺(tái)容量，因此，在本次設(shè)計(jì)中裝設(shè)多臺(tái)主變壓器。并且兩部變壓器并列運(yùn)行時(shí)必須滿足以下條件：</p><p>　　(1)并列運(yùn)行變樂(lè)器的一次額定、二次額定電壓必須對(duì)應(yīng)相等。即并列變壓器的電壓變比必須相同，否則將引起較大的不平衡電流，所以允許差值不超過(guò)10.5％。如果并列變壓器的電

71、壓變比不同，則并列變壓器二次繞組的回路內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流，即二次電壓較高的繞組將向二次電壓較低的繞組供給電流，導(dǎo)致繞組過(guò)熱甚至燒毀，影響系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。</p><p>　　(2)并列運(yùn)行變壓器的阻抗電壓(短路電壓)必須相等。由于并列運(yùn)行的變壓器的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，如果阻抗電壓相差很大，可能導(dǎo)致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象，所以要求并列變壓器的阻抗電壓必須相等，允許差值不得超過(guò)10％。</p

72、><p>　　(3)并列運(yùn)行變壓器的連接組別必須相同。即所有并列變壓器一次、二次電壓的相序和相位都必須對(duì)應(yīng)地相同，否則不能并列運(yùn)行。</p><p>　　(4)并列運(yùn)行的變壓器容量比應(yīng)小于3：1。即并列運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，如果容量相差懸殊，不僅運(yùn)行很不方便，而且在變壓器特性稍有差異時(shí)，變壓器間的環(huán)流將相當(dāng)顯著，特別是容量小的變壓器容易過(guò)負(fù)荷或燒毀。</p><

73、p><b>　　3.2無(wú)功補(bǔ)償措施</b></p><p>　　3.2.1無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)谋匾?lt;/p><p>　　在工企用電設(shè)備中，有大量設(shè)備工作需要從系統(tǒng)吸收感性的無(wú)功功率來(lái)建立交變磁場(chǎng)，如電動(dòng)機(jī)利用吸收無(wú)功功率建立圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這樣系統(tǒng)輸送的電能容量中無(wú)功功率的成分就會(huì)增加，功率因數(shù)降低，對(duì)系統(tǒng)會(huì)造成如下影響：</p><p>　　

74、使變配電設(shè)備的容量增加；</p><p>　　使供配電系統(tǒng)的損耗增加；</p><p><b>　　使電壓損失增加；</b></p><p>　　使發(fā)電機(jī)的效率降低。</p><p>　　由于功率因數(shù)降低對(duì)供電系統(tǒng)有著如上諸多不利的影響，因此必須提高功率因數(shù)，降低無(wú)功功率的輸送量，提高系統(tǒng)及用戶供電質(zhì)量，保證經(jīng)濟(jì)、合理地

75、供電的需要。</p><p>　　3.2.2無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒?</p><p>　　要使供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般從兩個(gè)方面采取補(bǔ)償措施：</p><p>　　一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不采用任何補(bǔ)償裝置情況下的功率因數(shù)，這種方法只能通過(guò)選擇功率因數(shù)較高的電氣設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，但不能達(dá)到完全補(bǔ)償?shù)某潭取?lt;/p><p>

76、　　二是采取人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ箍偣β室驍?shù)得以提高，有兩種方法：</p><p>　?。?）采用同步電動(dòng)機(jī)替代異步電動(dòng)機(jī)工作，由于同步電機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，故維護(hù)不方便，此外投資和損耗較大，又不便于檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用。</p><p>　?。?）采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償,采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償無(wú)功功率以提高功率因數(shù)是目前供配電系統(tǒng)中采用較為普遍的一種補(bǔ)償方法，也叫移相電容器靜止無(wú)功補(bǔ)償。它具有有功損耗

77、小、運(yùn)行維護(hù)方便、補(bǔ)償容量增減方便、個(gè)別電容器損壞不影響整體使用等特點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償。</p><p>　　補(bǔ)償后變壓器10kV側(cè)無(wú)功率因數(shù)要達(dá)到：</p><p><b>　　無(wú)功補(bǔ)償量：</b></p><p>　　計(jì)算后得需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率Q=7.4592MVar， </p><p>　　需裝設(shè)的電容

78、器個(gè)數(shù)為：</p><p>　　考慮到三相均衡分配，應(yīng)裝設(shè)312個(gè)，每相104個(gè)，采取功率補(bǔ)償后的功率因數(shù)即可滿足要求。</p><p>　　3.3主變壓器容量的選擇</p><p>　　主變壓器容量選擇的依據(jù)：</p><p>　?。?）主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?～10年的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊

79、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)確定主變的容量。N－1原則是判定電力系統(tǒng)安全性的一種準(zhǔn)則，按照這一準(zhǔn)則,電力系統(tǒng)的N個(gè)元件中的任一獨(dú)立元件（發(fā)電機(jī)、輸電線路、變壓器等）發(fā)生故障而被切除后，應(yīng)保證不會(huì)出現(xiàn)因其它線路過(guò)負(fù)荷跳閘而導(dǎo)致用戶停電；不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。當(dāng)這一準(zhǔn)則不能滿足時(shí)，則要考慮采用增加發(fā)電機(jī)或輸電線路等措施。

80、</p><p>　　N－1原則與可靠性分析相比較,它的計(jì)算簡(jiǎn)便,不需搜集元件停運(yùn)率等大量原始數(shù)據(jù)，是一種極為簡(jiǎn)便的安全檢查準(zhǔn)則，在歐美一些電力公司得到了廣泛應(yīng)用。中國(guó)某些電力部門在電網(wǎng)規(guī)劃中也采用了N－1原則，一般規(guī)定一個(gè)獨(dú)立元件為一臺(tái)發(fā)電機(jī)組或一條輸電線路或一臺(tái)變壓器，通常使用線路極限發(fā)熱條件下的載流量來(lái)判斷線路是否過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。</p><p>　　對(duì)于有一級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)

81、主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足對(duì)60%（220kV及以上電壓等級(jí)的變電所應(yīng)滿足70%）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷供電，以及滿足全部I類負(fù)荷和大部分II類負(fù)荷(110kV及以上電壓等級(jí)的變電所供電，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足全部I類負(fù)荷和II類負(fù)荷)，即</p><p><b>　　（4-1）</b></p><p>　　最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算：&

82、lt;/p><p><b>　?。?-2） </b></p><p>　　式中 —各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷；</p><p><b>　　m —出線回路數(shù)；</b></p><p>　　—各出線的功率因數(shù)；</p><p>　　—同時(shí)系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多

83、其值越小，一般在0.8～0.95之間；</p><p><b>　　—線損率，取5%。</b></p><p><b>　　結(jié)合原始材料可得：</b></p><p><b>　　對(duì)于35kV側(cè)，</b></p><p><b>　　對(duì)于10kV側(cè)，</b>

84、;</p><p><b>　　則總的負(fù)荷為：</b></p><p>　　取=0.85，則： </p><p><b>　　此時(shí)， </b></p><p><b>　　因此主變?nèi)萘繛椋?lt;/b></p><p>　　3.4主變壓器型號(hào)的選擇</p

85、><p><b>　　（1）相數(shù)選擇</b></p><p>　　變壓器有單相變壓器和三相變壓器之分，在330kV及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器，單相變壓器組由三個(gè)單相的變壓器組成，造價(jià)高、占地多、運(yùn)行費(fèi)用高，多用于500kV以上的變電所內(nèi)，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比，價(jià)格低，占地面積小，并且運(yùn)行時(shí)損耗減小12~15％，只有受變壓器的制造和運(yùn)輸條件

86、的限制時(shí)，才考慮采用單相變壓器組，在工程設(shè)計(jì)上對(duì)于330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器，因此在本次設(shè)計(jì)中采用三相變壓器。</p><p><b>　?。?）繞組數(shù)選擇</b></p><p>　　變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。當(dāng)發(fā)電廠只升高一級(jí)電壓時(shí)或35kV及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器；當(dāng)發(fā)

87、電廠有兩級(jí)升高電壓時(shí)，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡(luò)變壓器，110kV及以上電壓等級(jí)的變電所中，也經(jīng)常使用三繞組變壓器作聯(lián)絡(luò)變壓器；自耦變壓器特點(diǎn)是其中兩個(gè)繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。因此，當(dāng)自耦變壓器用來(lái)聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系。電磁傳輸功率的大小決定變壓器的尺寸、重量、鐵芯截面和損耗，所以與同容量、同電壓等級(jí)的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。</p>

88、<p>　?。?）調(diào)壓方式的確定 </p><p>　　為了滿足供電質(zhì)量要求可通過(guò)切換變壓器的分接頭開(kāi)關(guān)，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。 </p><p>　?。?）繞組接線組別的確定 </p><p>　　我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”聯(lián)接；35kV采用“Y”聯(lián)接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地；3

89、5kV以下變壓器三相繞組都采用“D”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用YN，d11接線；三繞組變壓器一般接成YN，y，d11或YN，yn，d11等形式。</p><p>　?。?）冷卻方式的選擇 </p><p>　　變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、SF6充氣式變壓器等。</p><p&

90、gt;　?。?）對(duì)一級(jí)負(fù)荷的供電可靠性的考慮</p><p>　　一級(jí)負(fù)荷適中那些在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家日常生活起著特別重要作用的中負(fù)荷，一旦中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生重大損失及人身傷亡。所以，要格外考慮一級(jí)負(fù)荷供電可靠性。 </p><p>　　對(duì)一級(jí)負(fù)荷，要求供電系統(tǒng)當(dāng)線路發(fā)生故障停電時(shí)，仍保證其連續(xù)供電，所以應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 </p><p>　　考慮

91、到變壓器是一種高可靠性的電氣設(shè)備，且在保護(hù)方法上有兩套原理不同的保護(hù)共同構(gòu)成主保護(hù)，所以兩部變壓器同時(shí)故障的可能性較小，基本可以保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷的不間斷供電，對(duì)于特別重要的一級(jí)負(fù)荷如大型三甲醫(yī)院的手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等可以考慮采用不間斷供電模式即除兩個(gè)獨(dú)立電源同時(shí)供電外還應(yīng)配置不間斷供電系統(tǒng)即UPS和專門的可快速啟動(dòng)并投入供電運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)，并且要求市電的供電開(kāi)關(guān)和柴油機(jī)的投入運(yùn)行開(kāi)關(guān)采取聯(lián)動(dòng)處理，UPS只負(fù)責(zé)短暫的過(guò)渡性供電任務(wù)。<

92、;/p><p>　　綜合以上分析，為充分保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電的可靠性，應(yīng)在變電所內(nèi)設(shè)置兩部以上變壓器，考慮到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，又不應(yīng)設(shè)置過(guò)多變壓器以降低變壓器的損耗。</p><p>　　3.5 主變壓器選擇型號(hào)</p><p>　　在以上分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，查變壓器技術(shù)參數(shù)表可得，選擇的主變壓器型號(hào)：SFSZ9-25000/110。</p><p&g

93、t;<b>　　主要技術(shù)參數(shù)如下：</b></p><p>　　額定容量：25000kVA</p><p>　　額定電壓：高壓—110±8×1.25%（kV）；中壓—38.5±2×2.5%（kV）；低壓—10.5 （kV）</p><p>　　連接組別：YN/yn0/d11</p><

94、p>　　空載損耗：21.8kW</p><p>　　短路損耗：112.5kW</p><p><b>　　空載電流：1.5%</b></p><p>　　阻抗電壓（%）：高中:；中低；高低。</p><p>　　所以，選擇SFSZ9-25000/110型變壓器兩臺(tái)。 </p><p>　　

95、3.6變電所所用電設(shè)計(jì)</p><p>　　變電所內(nèi)負(fù)荷包括照明設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、二次部分及動(dòng)力設(shè)備，現(xiàn)代變電所自動(dòng)化程度較高，所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)所用電的考慮，確保所用電安全性。</p><p>　　變電所蓄電池用電設(shè)計(jì)原則：</p><p>　　（1)按放電時(shí)間來(lái)選擇蓄電池的容量，其容量應(yīng)能滿足事故全停狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間放電容量的要求。 (2)按放電電流來(lái)選擇蓄電池的容量

96、，其容量應(yīng)能滿足在事故運(yùn)行時(shí)，供給最大的沖擊負(fù)荷電流的要求。3.6.1所用電、直流系統(tǒng)及主控室</p><p>　　變電所所用電屬于必須確保供電的負(fù)荷，提高所用電供電可靠性的措施如下： </p><p>　　(1)對(duì)于容量在60MVA及以上或樞紐變電所采用兩臺(tái)所用變供電; </p><p>　　(2)兩臺(tái)所用變分別接至變電所最低一級(jí)電壓母線或獨(dú)立電源上，并裝設(shè)備

97、用電源自接裝置; </p><p>　　(3)對(duì)于采用復(fù)式整流、電容儲(chǔ)能等整流電源代替蓄電池時(shí)，其交流供電電源由兩種不同電壓等級(jí)取得電源，并裝設(shè)備用電源自接裝置; </p><p>　　(4)能可靠地利用所外380V電源備用時(shí)，需2臺(tái)所變的變電所可裝一臺(tái)所變; </p><p>　　(5)采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻主變或調(diào)相機(jī)，變電所裝設(shè)兩臺(tái)所用變; </p&g

98、t;<p>　　所用變壓器一般高壓側(cè)采用熔斷器，為了滿足用戶側(cè)電壓質(zhì)量要求，故宜采用6.3kV或10.5kV的所用變。所用變壓器低壓側(cè)采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四線制以提高供電可靠性，動(dòng)力和照明公用一個(gè)電源，所內(nèi)一般設(shè)置檢修電源。 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)在10kV母線上接一臺(tái)10/0.4kV接地變壓器、低壓側(cè)為Y0接線、正常運(yùn)行時(shí)供給380/220V站用電源。在35kV線路上

99、接一臺(tái)35kV/0.4kV線路所用變一臺(tái)，作為備用電源。</p><p>　　3.6.2 直流系統(tǒng) </p><p>　　所用電直流供電系統(tǒng)主要是指變電所中的直流蓄電池組，主要用于控制、信號(hào)、繼電保護(hù)和檢測(cè)回路操作電源，也用于各類斷路器的操動(dòng)電源以及用于直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的供電。 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)采用智能高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，蓄電池采用2×

100、;100AH 免維護(hù)鉛酸蓄電池，N+1熱備份，有較高的智能化程度，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電源系統(tǒng)的遙測(cè)、遙控、遙信及遙調(diào)功能;可對(duì)每一個(gè)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)管理和保護(hù)。 </p><p>　　3.6.3 所用電選擇</p><p>　　選擇原則：所用電負(fù)荷按0.2%變電所容量計(jì)，設(shè)置2 臺(tái)所用變壓器且能相互備用，兩部變壓器應(yīng)滿足在其中一部故障或者因檢修退出運(yùn)行時(shí)，剩下的一部變壓器應(yīng)能

101、對(duì)變電所內(nèi)的全部負(fù)荷供電，所以在選擇變電所所用電變壓器時(shí)，應(yīng)按一部變壓器就能對(duì)全部負(fù)荷供電選擇變壓器。</p><p>　　所用電負(fù)荷:S=34548.6×0.2%=69.09kVA </p><p>　　2.所用變?nèi)萘坑?jì)算：SB=KtS=0.8×69.09=55.kVA</p><p>　　依據(jù)以上原則和分析，選擇的所用變壓器參數(shù): <

102、/p><p>　　型號(hào)：S9—80/10 U1e=10±5%kV U2e=0.4kV </p><p>　　連接組別：Y，yn0 </p><p>　　空載損耗：0.25kW </p><p>　　阻抗電壓：4（%） </p><p>　　空載電流：2.4（%） </p><p>　

103、　第4章 短路電流計(jì)算</p><p>　　短路是指不同電位點(diǎn)經(jīng)小電阻或電弧而連通的情況，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況的破壞多半是由短路故障引起的。出現(xiàn)短路時(shí)，系統(tǒng)從一種狀態(tài)快速變化到到另一種狀態(tài)，并伴隨有復(fù)雜的機(jī)電暫態(tài)、電磁暫態(tài)和波暫態(tài)現(xiàn)象。 </p><p><b>　　4.1短路形成原因</b></p><p>　　短路的原因很多，主要有以下幾個(gè)

104、方面：</p><p>　　（1）元件損壞，如設(shè)備絕緣材料自然老化，設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路；</p><p>　?。?)氣象條件惡劣，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷動(dòng)作，架空線路由大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等；</p><p>　?。?）違規(guī)操作，例如運(yùn)行人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成

105、金屑性短路，人為疏忽接錯(cuò)線造成短路或運(yùn)行管理不善造成小動(dòng)物進(jìn)入帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等等。 </p><p>　　此外還有其它原因，例如挖溝損傷電纜，鳥(niǎo)獸跨接在裸露的載流部分等。</p><p>　　4.2 短路的危害及預(yù)防辦法</p><p>　　短路對(duì)電力系統(tǒng)危害巨大，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn) ： </p><p>　?。?）短路回路電流迅速變

106、的很大，此電流稱為短路電流；</p><p>　?。?）產(chǎn)生電弧，燒壞故障元件本身及周圍設(shè)備甚至?xí)＜叭松戆踩?</p><p>　?。?）短路電流使發(fā)電機(jī)端電壓下降，也使系統(tǒng)電壓大幅下降，不利于負(fù)荷總的交流電機(jī)尤其是重載電機(jī)的運(yùn)行； </p><p>　?。?）電力系統(tǒng)短路時(shí)，系統(tǒng)中功率分布的突然變化和電壓嚴(yán)重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)工作的穩(wěn)定性

107、，使整個(gè)系統(tǒng)被解列為幾個(gè)異步運(yùn)行的部分； </p><p>　　（5）不對(duì)稱短地短路故障將產(chǎn)生零序電流，它會(huì)在鄰近的線路上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，造成對(duì)通信線路和信號(hào)系統(tǒng)的干擾；</p><p>　　鑒于短路事故對(duì)電力系統(tǒng)的危害巨大，可采取以下措施降低系統(tǒng)中出現(xiàn)短路事故的可能性：</p><p>　　（1）做好短路電流的計(jì)算工作； </p><p>

108、　?。?）正確選擇繼電保護(hù)的整定值和熔體的額定電流，減小短路持續(xù)時(shí)間； </p><p>　　（3）采用電限流電抗器抗器增加系統(tǒng)阻抗，限制短路電流； </p><p>　?。?）設(shè)置互鎖裝置，防止帶負(fù)荷拉刀閘、帶電合接地刀閘； </p><p>　?。?）帶電安裝和檢修電氣設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行工作票，制度防止誤接線、誤操作，在距帶電部位距離較近的部

109、位工作，要采取防止短路的措施。</p><p>　　4.3短路電流計(jì)算的目的</p><p>　　短路計(jì)算的目的的主要包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）選擇電氣主接線時(shí),為了比較各種接線方案，確定某接線是否需要采取限制短路電流的措施等均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算； </p><p>　?。?）在選擇電氣設(shè)備時(shí),為了保證各種電氣設(shè)備和

110、導(dǎo)體在正常運(yùn)行和故障情況下都能保證安全、可靠地工作,需要依據(jù)正常運(yùn)行條件選擇設(shè)備并依據(jù)短路條件校驗(yàn)設(shè)備； </p><p>　　（3）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)線的相間和相對(duì)地安全距離； </p><p>　?。?）在整定繼電保護(hù)中繼電器動(dòng)作值時(shí)需以各種短路電流為依據(jù)。</p><p>　　選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開(kāi)

111、斷電流一般按三相電流驗(yàn)算，若有更嚴(yán)重情況的按更嚴(yán)重的條件計(jì)算，總之，要用最大短路電流校驗(yàn)。</p><p>　　4.4 短路電流計(jì)算方法</p><p>　　在電力系統(tǒng)中常用的短路電流計(jì)算法有運(yùn)算曲線法和計(jì)算機(jī)算法。本設(shè)計(jì)采用運(yùn)算曲線算法。</p><p>　　短路按類型分為三相短路、兩相相間短路、單相短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：發(fā)生單相短路的可能性最

112、大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主，三相短路用文字符號(hào)k表示。</p><p>　　在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算需要考慮的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)，短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。在等效電路圖

113、上，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做有限大容量電源，短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出求等效總阻抗，再換算成計(jì)算電抗，根據(jù)計(jì)算曲線查出短路電流標(biāo)幺值，再換算成有名值。</p><p><b>　　4.5短路電流計(jì)算</b></p><p><b>　　電力系統(tǒng)接線圖為：</b></p><p>　　

114、S1=200MVA XS1=0.6 </p><p>　　S2=1200MVA XS2=0.6</p><p>　　確定短路點(diǎn)：在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了方便選擇電氣設(shè)備及校驗(yàn)，選取的短路點(diǎn)為110kV，35kV及10kV母線。首先計(jì)算電路的基準(zhǔn)值：選取，。</p><p><b>　　系統(tǒng)等值電路如下：</b>&