畢業(yè)設計---變電站設計說明書

1、<p><b>　　本科生畢業(yè)設計</b></p><p>　　題 目 調(diào)度自動化系統(tǒng)體系結構設計</p><p>　　辦學學院 </p><p>　　110－35－10變電站設計</p><p><b>　　摘要</b></p

2、><p>　　隨著工業(yè)時代的不斷發(fā)展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供電的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理設計和配置。一個典型的變電站要求變電設備運行可靠、操作靈活、經(jīng)濟合理、擴建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設計了一個降壓變電站,此變電站有三個電壓等級：高壓側電壓為110kv,有二回線路；中壓側電壓為35kv,有六回出線；其中有四回出線是雙回路供電。低壓側電壓為

3、10kv,有八回出線,其中有六回是雙回路供電。同時對于變電站內(nèi)的主設備進行合理的選型。本設計選擇選擇兩臺SFSZL-31500/110主變壓器，其他設備如站用變，斷路器，隔離開關，電流互感器，高壓熔斷器，電壓互感器，無功補償裝置和繼電保護裝置等等也按照具體要求進行選型、設計和配置，力求做到運行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟合理，具有擴建的可能性和改變運行方式時的靈活性。使其更加貼合實際，更具現(xiàn)實意義。</p><p>

4、;　　關鍵字： 變電站 設計 </p><p>　　Devise A 110－35－10 Substation </p><p>　　student:XiaoJia-Chisupervisor:Lv-Lin</p><p><b>　　Abstract </b></p><p>　　Wi

5、th the development of the industry times, people bring up higher requests to the electric power supply, especially to the stability、reliability and endurance .But the stability 、reliability and endurance of the electrica

6、l network often rely on the transformer substation’s rationality and disposition. One typical transformer substation requests the equipments in it work reliably, operate nimbly, being carried on reasonably and easy to be

7、 expended .Refer to these several reasons, in this article</p><p>　　, which has six routes and four of them have double routes; the low voltage rate is 10kV, which has eight routes and six of them have doubl

8、e routes. In the same time ,we select the main equipments for the transformer substation .This article select two main transformer (SFSZL-31500/110) and other equipments, for example : transformer used for substation ,br

9、eaker , isolator ,current transformer, voltage transformer, high voltage fuse , Idle work compensator ,the protecting equipments and so on a</p><p>　　Key word : transformer substation device </p>&

10、lt;p><b>　　目 錄</b></p><p>　　電氣主接線的設計…………………………………………6</p><p>　　原始資料分析…………………………………………………………6</p><p>　　主結線的設計…………………………………………………………6</p><p>　　主變壓器的選擇………………

11、………………………………………11</p><p>　　變電站運行方式的確定………………………………………………12</p><p>　　短路電流計算………………………………………………13</p><p>　　電氣設備的選擇……………………………………………14</p><p>　　3.1　斷路器的選擇…………………………………………………

12、………14</p><p>　　3.2　隔離開關的選擇………………………………………………………15</p><p>　　3.3　電流互感器的選擇……………………………………………………16</p><p>　　3.4　電壓互感器的選擇……………………………………………………16</p><p>　　3.5　熔斷器的選擇……………………………

13、……………………………17</p><p>　　3.6　無功補償裝置…………………………………………………………18</p><p>　　3.7　避雷器的選擇…………………………………………………………18</p><p>　　導體絕緣子套管電纜………………………………………20</p><p>　　母線導體選擇………………………………………

14、…………………20</p><p>　　電纜選擇………………………………………………………………21</p><p>　　絕緣子選擇……………………………………………………………21</p><p>　　出線導體選擇…………………………………………………………22　　</p><p>　　配電裝置……………………………………………………23&

15、lt;/p><p>　　繼電保護裝置………………………………………………25</p><p>　　變壓器保護……………………………………………………………25</p><p>　　母線保護………………………………………………………………26</p><p>　　線路保護………………………………………………………………27</p>&

16、lt;p>　　自動裝置………………………………………………………………27</p><p>　　第七章　站用電系統(tǒng)…………………………………………………29</p><p>　　第八章　結束語………………………………………………………31</p><p>　　第一章 電氣主接線的設計</p><p><b>　　原始資料分析

17、</b></p><p>　　本設計的變電站為降壓變電站,有三個電壓等級：高壓側電壓為110kv,有二回線路；中壓側電壓為35kv,有六回出線；其中有四回出線是雙回路供電。低壓側電壓為10kv,有八回出線,其中有六回是雙回路供電。從以上資料可知本變電站為配電變電站。</p><p><b>　　主接線的設計</b></p><p>

18、　　配電變電站多為終端或分支變電站，降壓供給附近用戶或一個企業(yè)，其接線應盡可能采用斷路器數(shù)目較少的接線，以節(jié)省投資和減少占地面積。隨著出線數(shù)的不同，可采用橋形、單母分段等。低壓側采用單母線和單母線分段?？砂匆幌聨讉€原則來選：</p><p><b>　　1 運行的可靠</b></p><p>　　斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間

19、的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。</p><p>　　2 具有一定的靈活性</p><p>　　主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。</p><p>　　3 操作應盡可能簡單、方便</p>

20、<p>　　主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。</p><p><b>　　4 經(jīng)濟上合理</b></p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投

21、資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟效益。</p><p>　　5應具有擴建的可能性</p><p>　　由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。</p><p>　　變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結構等。</p>&l

22、t;p><b>　　110KV側</b></p><p>　　根據(jù)原始資料，待設變電站110kv側有兩回線路。按照《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》規(guī)定：在110~220kv配電裝置中，當出線為2回時，一般采用橋形接線；當出線不超過4回時，一般采用分段單母線接線。待設變電所可考慮以下幾個方案，并進行經(jīng)濟和技術比較。</p><p>　　方案1：采用單母線分段帶旁

23、路接線</p><p>　　其優(yōu)缺點：⑴對重要用戶可采用從不同母線分段引出雙回線供電電源。</p><p>　?、飘斈妇€發(fā)生故障或檢修時，僅斷開該段電源和變壓器，非故障段仍可繼續(xù)工作，但需限制一部分用戶的供電。</p><p>　　⑶單母線分段任一回路斷路器檢修時，該回路必須停止工作。</p><p>　?、葐文妇€分段便于過渡為雙母線接線。&

24、lt;/p><p>　?、刹捎玫拈_關、刀閘較多，某一開關檢修時，對有穿越電流的環(huán)網(wǎng)線路有影響。</p><p>　　〔6〕開關檢修時，可用旁路代路運行，無需停電。</p><p>　　〔7〕易于擴建，利于以后規(guī)劃。</p><p>　　方案2：采用內(nèi)橋接線</p><p>　　其優(yōu)缺點：⑴兩臺斷路器1DL和2DL接在電源出

25、線上，線路的切除和投入是比較方便。</p><p>　?、飘斁€路發(fā)生故障時，僅故障線路的斷路器斷開，其它回路仍可繼續(xù)工作。</p><p>　?、钱斪儔浩鞴收蠒r，如變壓器1B故障，與變壓器1B連接的兩臺斷路器1DL和3DL都將斷開，當切除和投入變壓器時，操作也比較復雜。</p><p>　?、容^容易影響有穿越功率的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，內(nèi)橋接線適用于故障較多的長線路，且變壓器不

26、需要經(jīng)常切換運行方式的變電所。</p><p>　　方案3：采用外橋接線</p><p>　　其優(yōu)缺點：⑴當變壓器發(fā)生故障或運行中需要切除時，只斷開本回路的斷路器即可。</p><p>　?、飘斁€路故障時，例如引出線1X故障，斷路器1DL和3DL都將斷開，因而變壓器1B也被切除。</p><p>　?、峭鈽蚪泳€適用于線路較短、變壓器按經(jīng)濟運行

27、需要經(jīng)常切換且有穿越性功率經(jīng)過的變電所。</p><p>　　以上三個方案所需110KV斷路器和隔離開關數(shù)量：</p><p>　　經(jīng)以上三種方案的分析比較：</p><p>　　方案1雖然所用設備多，不經(jīng)濟，（單母線分段帶旁路接線）但當任一回路的斷路器檢修時，該電站無需停電，對有重要負荷的地方有重要意義。</p><p>　　方案2（內(nèi)橋式

28、接線）雖然所用設備少、節(jié)省投資，但以后擴建最終發(fā)展為單母線分段或雙母線接線方式，且繼電保護裝置整定有點復雜。</p><p>　　方案3（外橋式接線）雖然具有使用設備最少，且裝置簡單清晰和建造費用低等優(yōu)點。但變壓器隨經(jīng)濟運行的要求需經(jīng)常切換，當電網(wǎng)有穿越功率流經(jīng)本站時比較適宜。</p><p>　　由于110kv只有2條進線，出于經(jīng)濟考慮，綜合以上各個方案優(yōu)缺點，決定采用單母分段帶旁路接線

29、方式.</p><p>　　2．10KV側(8回出線) </p><p>　　分析：6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時，一般采用單母線分段接線</p><p>　　220KV及以下的變電所，供應當?shù)刎摵傻?-10KV配電裝置，由于采用了制造廠制造的成套開關柜，地區(qū)電網(wǎng)成環(huán)的運行檢修水平迅速提高，采用單母分段接線一般均能滿足運行需求。（出線回路數(shù)增多時，單母

30、線供電不夠可靠）</p><p>　　35KV 側（6回出線）</p><p>　　35kv送出六回線路,可采用單母線接線或單母線分段接線方式。但單母線接線方式只適用于6~220kv系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的發(fā)電廠或變電所。一般主變不少于2臺，故選用單母分段帶旁路接線方式。</p><p>　　主接線 由以上分析比較，可得變電站的主接線方案為：110KV

31、采用單母分段帶旁路接線方式，10KV采用單母分段接線，35KV采用單母分段帶旁路接線方式。</p><p>　　三種方案粗略的經(jīng)濟性比較：</p><p>　　由于設備選型未定，只能選定某一典型的設備的參考價格進行計算，同時忽略一些投資比較小的，還有投資相對固定的，諸如基建，直流系統(tǒng)，控制系統(tǒng)及其他設備。</p><p>　　第一種方案：110kV單母分段帶旁路，3

32、5kV單母分段帶旁路，10kV單母分段</p><p><b>　　110kV</b></p><p><b>　　10kV</b></p><p><b>　　35kV </b></p><p>　　第二種方案：110kV內(nèi)橋接法，35kV單母分段，10kV單母分段</

33、p><p><b>　　110kV </b></p><p><b>　　35kV </b></p><p>　　10kV方案同第一種方案</p><p>　　第三種方案：110kV外橋接法，35kV單母分段，10kV單母分段</p><p><b>　　110kV &

34、lt;/b></p><p>　　35kV設備同第二種方案</p><p>　　10kV方案同第一種方案</p><p>　　主變的費用為2*2600000＝5200000</p><p>　　第一種方案算得其投資為：5200000+2176671.3+2451286.04+1231278.42＝11059235.76元</p&g

35、t;<p>　　第二種方案算得其投資為：5200000+1366123.04+2386169.7+1231278.42＝10183571.16元</p><p>　　第三種方案算得其投資為：5200000+1309301.98+2386169.7+1231278.42＝10126750.54元</p><p>　　可知總投資方面三種方案相差不是很大，出于可靠性及以后的擴建的可

36、能性，采用第一種方案</p><p>　　變電站主變壓器的選擇</p><p><b>　?。保摵捎嬎?lt;/b></p><p>　　在最大負荷水平下的流過主變的負荷：</p><p>　　在最小負荷水平下的流過主變的負荷：</p><p><b>　　2、容量選擇</b>&

37、lt;/p><p>　　按變電所所建成5～10年的規(guī)劃選擇并適當考慮遠期10－20年的發(fā)展，對城郊變與城郊規(guī)劃結合。</p><p>　　根據(jù)變電所負荷性質(zhì)和電網(wǎng)結構來確定，對有重要的負荷的變電所應考慮一臺主變停運時，其余主變?nèi)萘吭谟嫾斑^負荷能力后的允許時間內(nèi)能保證用戶1～2級負荷。對于一般性變電所，當一臺主變停運后嗣，期于主變應保證全部負荷的70%～80%。</p><p

38、>　　Se(0.7~0.8)Smax</p><p>　　(0.7~0.8)Smax=(0.7~0.8)*37.72=26.40~30.18MVA</p><p>　　同級電壓的單臺降壓變壓器容量級別不宜太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行標準化系統(tǒng)化。</p><p><b>　　3、臺數(shù)確定</b></p><p>　　對

39、大城市郊區(qū)的依次變電所在中低壓構成環(huán)網(wǎng)的情況下裝兩臺。</p><p>　　對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所應考慮裝三臺的可能。</p><p>　　對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所其主變基礎按大于主變?nèi)萘康?～2級設計以便主變發(fā)展時更換。</p><p>　　根據(jù)以上準則和現(xiàn)有的條件確定選用2臺主變?yōu)橐恕?lt;/p><p>　　選擇的條

40、件2Se≥Sjs(MVA) n=2</p><p>　　根據(jù)容量計算，選擇兩臺SFSZL-31500/110</p><p>　　變壓器選擇結果及參數(shù)</p><p>　　變電站運行方式的確定</p><p><b>　　該站正常運行方式：</b></p><p>　　110kV、35k

41、V、10kV母線分段開關（在下面選擇設備都以該方式下出現(xiàn)的最大短路電流來選擇）在合閘位置，#1、#2主變變高、變中中性點只投#1主變，#2主變變高中性點在斷開位置。</p><p><b>　　短路電流的計算</b></p><p>　　根據(jù)變電所電氣主接線做出等值電路，采用標么值計算，取Sb=1000MVA，Vb=Vav，Ib=Sb/Vb。</p>&

42、lt;p>　　為了選擇各級電壓的設備，選取兩短路點d1、d2進行短路計算，計算過程見計算書，結果如下表：</p><p>　　第三章 電器設備選擇</p><p>　　正確地選擇電器是使電器主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。</p>&l

43、t;p>　　盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。</p><p>　　電器主要選擇項目匯總表</p><p>　　以下各節(jié)列出了各種電器設備選擇結果，其計算過程詳見計算書。</p><p><b>　　

44、斷路器選擇：</b></p><p>　　據(jù)能源部《導體和電器選擇設計技術規(guī)程》，對主電路所有電氣設備進行選擇和校驗，各級電壓的斷路器的選擇成果見表</p><p>　　二、 隔離開關的選擇</p><p>　　選擇隔離開關的方法和要求與選擇斷路器相同，為了使所選擇的隔離開關符合要求，又使計算方便，各斷路器兩側的隔離開關，原則上按斷路器計算數(shù)據(jù)進行選擇。

45、</p><p><b>　　隔離開關選擇表： </b></p><p>　　三、電流互感器的選擇：</p><p>　　電流互感器的配置原則：</p><p>　　為了滿足測量和保護裝置的需要，在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設有電流互感器。對于中性點直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于

46、中性點非直接接地系統(tǒng)，依照具體情況（如符合是否對稱、保護靈敏度是否滿足等）按二相或三相配置。</p><p>　　對于保護用電流互感器的裝設地點應按盡量消除主保護裝置的不保護區(qū)來設置。例如：若有兩組電流互感器，且位置允許時，應設在斷路器兩側，使斷路器處于交叉保護范圍之中。</p><p>　　為了防止支持式電流互感器套管閃絡造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側。<

47、/p><p>　　為了減輕內(nèi)部故障時發(fā)電機的損傷，用于自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的電流互感器應布置在發(fā)電機定子繞組的出線側。為了便于分析和在發(fā)電機并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測量儀表的電流互感器已裝在發(fā)電機中性點測。</p><p>　　根據(jù)以上配置原則和電流互感器選擇條件和校驗標準選出電流互感器如下：</p><p>　　四、電壓互感器的選擇：</p><p

48、>　　各電壓互感器除供給測量儀表和繼電保護外，另有輔助繞組，供給保護及絕緣監(jiān)察裝置用。</p><p>　　電壓互感器的配置原則如下：</p><p>　　1、母線 除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護裝置。</p><p>　　2、線路 35KV級以上輸電線路，當對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓、進行同步和設置重

49、合閘，裝有一臺單相電壓互感器。</p><p>　　3、發(fā)電機 一般裝2~3組電壓互感器。一組（三只單相、雙繞組）供自動調(diào)節(jié)勵磁裝置。另一組供測量儀表、同步和保護裝置使用，該互感器采用三相五柱式或三只單相接地專用互感器，，其開口三角形供發(fā)電機在未并列之前檢查是否接地之用。當互感器負荷太大時，可增設一組不完全星形連接的互感器，專供測量儀表使用。5萬KW級以上發(fā)電機中性點常接有單相電壓互感器，用于100%定子接地保

50、護。</p><p>　　4、變壓器 變壓器低壓側有時為了滿足同步或繼電保護的要求，設有一組電壓互感器。</p><p>　　根據(jù)以上配置原則和電壓互感器選擇和校驗條件選出電壓互感器如下：</p><p><b>　　熔斷器選擇：</b></p><p>　　由于110KV和35KV側電壓互感器的電壓等級很高，不宜裝設

51、熔斷器，下面對10KV側熔斷器進行選擇。由于PT一次繞組電流很小，故熔斷器只需按額定電壓和開斷電流進行選擇。即：</p><p><b>　　選擇結果如下表：</b></p><p><b>　　無功補償裝置</b></p><p>　　由于負荷的變化明顯，波動性大，對線路末端的用戶極為不利，特別在負荷高峰期電壓太低，在低

52、谷期電壓有明顯偏高，使電壓質(zhì)量下降，站內(nèi)的調(diào)壓裝置有有載調(diào)壓裝置，但單純地依靠有載調(diào)壓進行調(diào)壓效果也不是很理想，尤其在出線無功缺額，功率因數(shù)較低的情況下。再者頻繁調(diào)節(jié)有載調(diào)壓對該裝置的壽命影響很大?？紤]到上述因素，在10kV母線處加裝幾組電容進行無功補償。根據(jù)電容容量的選擇原則： ＝6.3MVar－9.45MVar（功率因數(shù)偏低時用30％）</p><p><b>　　選用型號為的電容器</b&g

53、t;</p><p>　　額定電壓：ｋＶ　　　　額定容量：334ｋＶａｒ</p><p>　　組數(shù)： （考慮站端功率因數(shù)為0.85）　　?。螅?8</p><p>　　組別接法：采用星型接法，每段母線各帶14組電容器</p><p><b>　　避雷器選擇：</b></p><p>　　根據(jù)避雷器

54、配置原則，配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器；變壓器中心點接地必須裝設避雷器，并應接在變壓器與斷路器之間；110、35KV線路側一般不裝設避雷器。</p><p>　　本工程采用110KV、35KV配電裝置構架上設避雷針；10KV配電裝置設獨立避雷針進行直接雷保護。</p><p>　　為了防止反擊，主變構架上不設置避雷針。</p><p>　　采用避雷器來防止

55、雷電侵入波對電器設備絕緣造成危害。避雷器的選擇，考慮到氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優(yōu)越于碳化硅避雷器（磁吹避雷器），且沒有串聯(lián)間隙，保護特性好，沒有工頻續(xù)流、滅弧等問題，所以本工程110KV和35KV系統(tǒng)中，采用氧化鋅避雷器。</p><p>　　由于金屬氧化物避雷器沒有串聯(lián)間隙，正常工頻相電壓要長期施加在金屬氧化物電阻片上，為了保證使用壽命，長期施加于避雷器上的運行電壓不可超過避雷器允許的持續(xù)運行電壓。避雷器選

56、擇情況見下表：</p><p>　　導體、電纜、絕緣子和套管的選擇</p><p><b>　　母線導體的選擇</b></p><p>　　目前常用的導體有硬導體和軟導體，硬導體形式有矩形、槽形和管形。</p><p><b>　　各種導體的特點 ：</b></p><p>

57、　　矩形導體：散熱條件較好，便于固定和連接，但集膚效應大，因此，單條矩形導體最好不超過1250mm2，當工作電流超過最大截面單條導體允許載流量時，可將2-4條矩形導體并列使用。矩形導體一般只用于35KV以下，電流4000A及以下的配電裝置中。</p><p>　　槽形導體：機械強度好，載流量大，集膚效應系數(shù)較小。槽形導體一般用于4000~8000A的配電裝置中，一般適用于35KV及以下。</p>&

58、lt;p>　　管形導體：集膚效應系數(shù)較小，機械強度高，管內(nèi)可以通風或通水，用于8000A以上的大電流母線。圓管表面光滑，電暈放電電壓較高，可用于110KV及以上的配電裝置中。</p><p>　　軟導體：軟導體分為單根軟導線和分裂導線。分裂導線可滿足大的負荷電流及電暈、無線電干擾要求，且抗震能力強，經(jīng)濟性好。</p><p>　　導體選擇的一般要求：</p><p

59、>　　裸導體應根據(jù)具體情況，按下列技術條件分別進行選擇或校驗：</p><p><b>　　1、工作電流</b></p><p><b>　　2、經(jīng)濟電流密度</b></p><p><b>　　3、電暈</b></p><p>　　4、動穩(wěn)定或機械強度</p>

60、;<p><b>　　5、熱穩(wěn)定</b></p><p>　　同時也應注意環(huán)境條件如溫度、日照、海拔等。</p><p>　　導體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對于年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在20m以上的導體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。</p><p>　　一般來說，母線系統(tǒng)包括載流

61、導體和支撐絕緣兩部分。載流導體可構成硬母線和軟母線。軟母線是鋼芯鋁絞線（有單根、雙分裂和組合導線等形式），因其機械強度決定于支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。110KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導線。</p><p>　　以下為導體選擇結果（詳細的計算選擇和校驗過程見計算書）：</p><p><b>　　電纜的選擇</b></p><

62、p>　　電力電纜應按以下條件進行選擇和校驗：</p><p><b>　　電纜芯線材料及型號</b></p><p><b>　　額定電壓</b></p><p><b>　　截面選擇</b></p><p><b>　　允許電壓降校驗</b><

63、;/p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　電纜的動穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗。</p><p>　　10KV側電纜選擇如下：</p><p>　　三、絕緣子選擇及穿墻套管的選擇</p><p>　　支柱絕緣子按額定電壓和類型選擇，進行短路時動穩(wěn)定校驗。穿墻套管應按額定電壓、額

64、定電流和類型選擇，按短路條件檢驗動、熱穩(wěn)定。</p><p>　　本設計選擇的絕緣子如下：</p><p>　　本設計選擇的穿墻套管如下:</p><p><b>　　四、出線選型：</b></p><p><b>　　35kV出線：</b></p><p>　　Tmax＝5

65、000h 　查負荷的經(jīng)濟密度曲線得到</p><p>　　對于雙回線路的負荷：　</p><p>　　出于以后負荷增長的可能，選用LGJ－95導線，在20°C時最大允許電流為352Ａ，40°Ｃ為272Ａ</p><p>　　對于單回線路，由于負荷與雙回線路相差不大，同時考慮以后負荷的增長，故仍選用LGJ－95導線</p><p

66、><b>　　10ｋＶ出線：</b></p><p>　?。詍ax＝4000ｈ，查負荷的經(jīng)濟密度曲線得到</p><p>　　對于雙回線路的負荷：　</p><p>　　出于以后負荷增長的可能，選用LGJ－95導線，在20°C時最大允許電流為352Ａ，40°Ｃ為272Ａ</p><p>　　對于

67、單回線路，由于負荷與雙回線路相同，同時考慮以后負荷的增長，故仍選用LGJ－95導線</p><p><b>　　配電裝置</b></p><p>　　配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是根據(jù)主接線的聯(lián)結方式，由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。</p><p>　　配電裝置按電器裝設地點不

68、同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。</p><p>　　屋內(nèi)配電裝置的特點是：</p><p>　　由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較??；</p><p>　　維修、巡視和操作在室內(nèi)進行，不受氣候影響；</p><p>　　外界污穢空氣對電器影響較小，可減少維護工作量；</p><p><b>　　房

69、屋建筑投資較大。</b></p><p>　　屋外配電裝置的特點是：</p><p>　　土建工作量和費用較小，建設周期短；</p><p><b>　　擴建比較方便；</b></p><p>　　相鄰設備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；</p><p><b>　　占地面積大；

70、</b></p><p>　　受外界環(huán)境影響，設備運行條件較差，須加強絕緣；</p><p>　　不良氣候?qū)υO備維修和操作有影響。</p><p>　　配電裝置的型式選擇，應考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結合運行及檢修要求，通過技術經(jīng)濟比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110

71、KV及以上多位屋外式。當在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價相近時，宜采用屋內(nèi)型，在上述地區(qū)若技術經(jīng)濟合理時，220KV配電裝置也可采用屋內(nèi)型。</p><p>　　發(fā)電廠和變電所中6~10KV的屋內(nèi)配電裝置，按其布置型式，一般可以分為三層、二層和單層式。三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，它具有安全、可靠性高，占地面積少等特點，但其結構復雜，施工時間長，造價較高，檢修和運行不大方便。二層

72、式是將斷路器和電抗器布置在底層。與三層式相比，它的造價較低，運行和檢修較方便，但占地面積有所增加。三層式和二層式均用于出線有電抗器的情況。單層式占地面積較大，如容量不太大，通常采用成套開關柜，以減少占地面積。</p><p>　　屋外配電裝置的型式除與主接線有關外，還與場地位置、面積、地址、地形條件及總體不知有關，并受到設備材料的供應、施工、運行和檢修要求等因素的影響和限制。</p><p&g

73、t;　　普通中型配電裝置，國內(nèi)采用較多，已有豐富的經(jīng)驗，施工、檢修和運行都比較方便，抗震能力較好，造價比較低。缺點是占地面積較大。中型配電裝置廣泛應用于110~500KV電壓級。</p><p>　　高型配電裝置的最大優(yōu)點是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約50%左右。但耗用鋼材較多，檢修運行不及中型方便。半高型布置節(jié)約占地面積不如高型顯著，但運行、施工條件稍有改善，所用鋼材比高型少。一般高型適用于220KV配電裝置

74、，而半高型宜于110KV配電裝置。</p><p>　　根據(jù)以上原則，選擇配電裝置如下：</p><p><b>　　繼電保護裝置</b></p><p>　　一、變壓器的繼電保護</p><p>　　變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來研總的影響。同時大容量的電力變壓器也是十

75、分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設性能良好，工作可靠的繼電保護裝置。</p><p>　　變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障，油箱內(nèi)部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線及套管處會產(chǎn)生各相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負荷引起的過電流油面降低和過勵磁等。</p><p>　　對于上述故障和不正當工作

76、狀態(tài)，根據(jù)DL400--91《繼電器保護和安全起動裝置技術規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應裝設以下保護：</p><p><b>　?。?）瓦斯保護：</b></p><p>　　為了反應變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低，對0.8MVA及以上油浸式變壓器和戶內(nèi)0.4MVA以上變壓器應裝置設瓦斯保護。</p><p>　　（2）縱差動保護或電流速斷保護

77、</p><p>　　為了反應變壓器繞組和引出線的相間短路以及中性點直接接地電網(wǎng)側繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路，應裝設縱差保護或電流速動保護。</p><p>　　縱差動保護適用于：并列運行的變壓器，容量為6300KVA以上時；單獨運行的變壓器，容量為10000KVA以上時；發(fā)電廠常用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器，容量為6300KVA以上時。</p><p&

78、gt;　　電流速斷保護適用于1000KVA以下的變壓器，且其過電流保護的時限大于0.5S時。</p><p>　?。?）外部相間短路時，應采用的保護：</p><p>　　過電流保護，一般用于降壓變壓器，保護裝置的整定值應考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負荷電流；</p><p>　　復合電壓啟動的過電流保護，一般用于升壓變壓器及過電流保護靈敏度不滿足要求的降壓變壓器上；

79、</p><p>　　負序電流及單相式低電壓啟動的過電流保護，一般用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器；</p><p>　　阻抗保護，對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器，當采用前兩種保護不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。</p><p>　　（4）系統(tǒng)外部接地短路時，應采用的保護</p><p>　　對中性點直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由外部

80、接地短路引起過電流時，如變壓器中性點接地運行，應裝設零序電流保護。</p><p>　　對自耦變壓器和高中壓側中性點都直接接地的三繞組變壓器，當有選擇性要求時，應該增設零序方向元件。</p><p>　　當電力網(wǎng)中部分變壓器中性點接地運行，為防止發(fā)生接地短路時，中性點接地的變壓器跳開后，中性點不接地的變壓器（低壓側有電源）仍帶接地故障繼續(xù)運行，應根據(jù)具體情況，裝設專用的保護裝置，如零序過電

81、壓保護等。</p><p><b>　?。?）過負荷保護</b></p><p>　　對400KVA以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行，或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應根據(jù)可能過負荷的情況，裝設過負荷保護。</p><p><b>　　（6）過勵磁保護</b></p><p>　　對400KVA及

82、以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高，應裝設過勵磁保護。</p><p>　　本設計所選變壓器容量為31500KVA，根據(jù)以上保護原則，可裝設以下保護：</p><p>　?。?）裝設反應內(nèi)部短路和油面降低的瓦斯保護。</p><p>　　（2）裝設反應變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護。</p><

83、;p>　?。?）裝設反應變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的反備保護的過電流保護。</p><p>　?。?）裝設零序電流保護以反應大接地電流系統(tǒng)外部接地短路。</p><p>　?。?）裝設過負荷保護防止變壓器過負荷。</p><p>　?。?）裝設過勵磁保護反應變壓器過勵磁。</p><p><b>　　二、母線保護</b

84、></p><p>　　母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電。若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至會破壞整個系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進一步擴大，后果極為嚴重。</p><p>　　根據(jù)有關規(guī)程規(guī)定，以下情況應裝設專用母線保護：</p><p>　　發(fā)電廠和變電所的220~500KV電壓的母線，應裝設能快速有選擇地切除故障

85、的母線保護，并考慮實現(xiàn)保護雙重化。</p><p>　　110kV單母線，重要發(fā)電廠或110以上重要變電所的35~66KV母線，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求，需要快速切除母線上的故障時。</p><p>　　35~66KV電力網(wǎng)中主要變電所的35~66KV母線雙母線或分段單母線需要快速而有選擇地切除一段或一組母線上的故障，以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和可靠供電時。</p><p>　

86、　對母線保護的要求是：必須快速有選擇地切除故障母線；應能可靠、方便地適應母線運行方式的變化；接線盡量簡化。母線保護的接線方式，對于中性點直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對于中性點非直接接地系統(tǒng)只需反映相間短路，可采用兩相式接線。母線保護大多采用差動保護原理構成，動作后跳開連接在該母線上的所有斷路器。</p><p>　　按構成原理的不同，母線保護主要有完全電流差動母線保護、電壓差動母

87、線保護、具有比率制動特性的電流差動保護。</p><p>　　根據(jù)以上原則，配合本設計電氣主接線特點，結合其站的重要性，以線路（電源線）的后備保護，方向零序II段，距離II段作為母線故障的保護，而不專門配置母差保護。</p><p><b>　　三、線路保護</b></p><p>　　根據(jù)35KV側電網(wǎng)結構特點，選擇安裝限時電流速斷保護、過電

88、流保護（III）和零序電流保護以反映各種相間短路和接地故障。</p><p>　　10kV側電網(wǎng)由于系不接地系統(tǒng)，故只配置速斷和過流。</p><p><b>　　四、自動裝置</b></p><p>　　安全自動裝置可分為自動調(diào)節(jié)性裝置和自動操作性裝置，其中發(fā)電機自動調(diào)節(jié)勵磁和電力系統(tǒng)自動調(diào)頻屬于自動調(diào)節(jié)型裝置，自動重合閘、備用電源和備用設備

89、自動投入、自動同步并列、自動低頻減載、火電廠事故減出力、水電廠事故切機、電氣制動、水輪發(fā)電機自動啟動和調(diào)相改發(fā)電、抽水蓄能機組由抽水改發(fā)電、自動解列等屬自動操作型裝置。</p><p>　　近幾年，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展及電網(wǎng)安全穩(wěn)定的需要，故障連鎖切機裝置、故障連鎖切負荷裝置、故障快關汽門裝置、振蕩解列裝置、過負荷連鎖切機裝置、機組低頻自啟動裝置、具有故障判斷的區(qū)域性穩(wěn)定控制裝置等新型自動裝置也在電力系統(tǒng)中得到了運

90、用。</p><p>　　由于安全自動裝置種類較多，本設計根據(jù)有關自動裝置配置的內(nèi)容選擇以下自動裝置：</p><p>　　三相一次重合閘裝置，提高供電可靠性</p><p>　　自動低頻減載裝置，防止電力系統(tǒng)因事故發(fā)生功率缺額時頻率的過度降低，保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和重要負荷正常工作</p><p>　　自動故障記錄裝置，用于分析電力系統(tǒng)

91、事故，保護裝置和安全自動裝置在事故過程中的動作情況以及迅速判定線路故障點的位置。</p><p>　　第七章 所用電系統(tǒng)</p><p>　　本章主要講述所用電負荷、所用變的選擇及所用電系統(tǒng)的接線原則等的基本概念。</p><p>　　確定所用變壓器的臺數(shù)。一般變電所均裝設兩臺所用變壓器，以滿足整流操作電源、強迫油循環(huán)變壓器、無人值班等的需要。另外，如果能夠從變電

92、所外引入可靠的380V備用電源時，變電所可以只裝設一臺所用變壓器。本設計將所用變壓器安裝在最低一級電壓側，由10KV側引出，考慮到可靠性，選用兩臺所用變互為備用。</p><p>　　二、確定所用變壓器容量。根據(jù)所用負荷的統(tǒng)計和計算，并考慮今后負荷的發(fā)展選用合適變壓器的容量。</p><p>　　所用變?nèi)萘?0.2%主變?nèi)萘?0.2%*31500=63KVA</p><

93、p>　　故選用2臺電力變壓器SJL1-63/10，Y/Y0-12。</p><p>　　三、確定所用變壓器的引線方式。當變電所內(nèi)有較低電壓母線時，一般從這類母線引接電源，這個引接方式具有經(jīng)濟和可靠性較高的特點。如能在兩個不同電壓等級的母線上分別引用所用電源，則供電可靠性更高。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　

94、　經(jīng)過為期兩個月的畢業(yè)設計，本人在xx老師的悉心指導下，在有關領導、同事的大力支持及同組同學的共同努力下，按時按質(zhì)地完成了110kV降壓變電所電氣一次設計的任務。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，使我能更好地理論聯(lián)系實際，提高獨立思考和動手的能力，系統(tǒng)、全面地分析問題，由總體到部分，由淺到深，逐步深入地分析、解決問題；另外，通過了解、比較目前各個廠家設備的優(yōu)缺點，開拓了視野、豐富了經(jīng)驗，有助于在設計崗位上更

95、好地發(fā)揮自己的專業(yè)水平。但由于時間倉促和本人水平有限，設計中仍有不足之處，敬請老師提出寶貴的意見。</p><p>　　最后，我在這里特別向xx老師在設計期間對我們的關懷和指導表示衷心的感謝。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　【1】參照《電力工程電氣設計手冊—電氣一次部分》 水利電力部西北電力設計院 編

96、 水利水電出版社</p><p>　　【2】參照《電力系統(tǒng)分析》 華中科技大學 編 華中科技大學出版社</p><p>　　【3】參考《35KV變電站及以上工程》（上、下） 國家電力公司農(nóng)電工作部 編中國電力出版社</p><p>　　【4】參照《電力系統(tǒng)設計手冊》 電力工業(yè)部電力設計總院 編 中國電力出版社</p>

97、<p>　　【5】《發(fā)電廠電氣部分》 四川聯(lián)合大學 編 中國電力出版社</p><p>　　【6】依據(jù)《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》SDGJ-14-86 電力工業(yè)出版社</p><p>　　【7】參考《發(fā)電廠變電所電氣接線和布置》 西北電力設計院 主編 鄭州電力高等?？茖W校</p><p>　　【8】參考《電力系統(tǒng)繼電保護》

98、 賀家李 主編 中國電力出版社</p><p>　　【9】《高電壓技術》 胡國根、王戰(zhàn)鐸 主編 重慶大學出版社</p><p>　　【10】《電力工程電氣設備手冊》 中國電力出版社</p><p>　　【11】《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》 水利電力出版社</p><p>　　【12】參照《電力工