畢業(yè)設計（論文）110kv變電站一次部分設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　題目名稱：110kV變電站一次部分設計</p><p>　　院系名稱：電氣工程與自動化學院</p><p>　　班 級：電氣本11-4班</p><p>　　學 號：321108010431</p><p><b

2、>　　學生姓名：</b></p><p><b>　　指導教師： </b></p><p><b>　　2013 年 5月</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本畢業(yè)設計主要根據(jù)所給數(shù)據(jù)和要求進行110kV變電站一次部分設計

3、。首先根據(jù)任務書所給系統(tǒng)及線路負荷的有關技術參數(shù)，通過對所建變電站出線的考慮和對負荷資料的分析，在滿足安全性、經(jīng)濟性及可靠性的前提下確定了110kV、35kV、10kV側(cè)主接線的形式，然后又通過負荷計算及對供電范圍內(nèi)一級負荷供電可靠性的考慮及對N-1原則的應用，確定了主變壓器臺數(shù)、容量及型號，并依據(jù)N+1原則設計了變電所所用電，為以后的計算和設備選取做好準備，又進行等值網(wǎng)絡化簡，選擇短路點做出短路等值電路并進行短路計算，根據(jù)短路電流計算

4、結(jié)果及最大持續(xù)工作電流，對包括母線、高壓斷路器、高壓隔離開關、互感器在內(nèi)的電氣設備進行了選擇和校驗，并根據(jù)工程情況參考有關技術手冊確定了變電所的配電裝置。本文同時對變電所防雷保護尤其是雷電沿導線進入變電所的侵入波保護進行了簡單的分析并且還考慮了變電所接地網(wǎng)的設計，最后繪出了電氣主接線圖及配電裝置圖。</p><p>　　關鍵詞：電氣主接線 短路計算 電氣設備 變電所設計 配電裝置</p>&

5、lt;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 assignmen

6、t 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 dispiline N-1

7、 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,Equipment elec

8、tion</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變電站在電力系統(tǒng)中的地位

9、1</p><p>　　1.1.2負荷對變電所供電的要求2</p><p>　　1.1.3電力系統(tǒng)的額定電壓2</p><p>　　1.2 我國變電站及其設計的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及新變化3</p><p>　　1.3 變電站設計的主要原則5</p><p>　　第2章電氣主接線設計6</p><

10、;p>　　2.1 電氣主接線設計基礎6</p><p>　　2.1.1對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計原則7</p><p>　　2.1.3電氣主接線設計步驟8</p><p>　　2.2 電氣主接線的基本形式10</p><p>　　2.3 電氣主接線選擇

11、10</p><p>　　第3章 變電站主變壓器選擇15</p><p>　　3.1主變壓器臺數(shù)的選擇15</p><p>　　3.2無功補償措施16</p><p>　　3.2.1無功功率補償?shù)谋匾?6</p><p>　　3.2.2無功功率補償?shù)姆椒?6</p><p>　　

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

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

14、>　　4.5.1 110kV側(cè)母線短路計算28</p><p>　　4.5.2 35kV側(cè)母線短路計算30</p><p>　　4.5.3 10kV側(cè)母線短路計算33</p><p>　　第5章 電氣設備的選擇36</p><p>　　5.1 導體的選擇和校驗36</p><p>　　5.1.1

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

16、gt;　　5.2.2 35kV側(cè)斷路器及隔離開關的選擇及校驗45</p><p>　　5.2.3 10kV側(cè)斷路器及隔離開關的選擇及校驗47</p><p>　　5.2.4 10kV側(cè)母聯(lián)斷路器的選擇和校驗50</p><p>　　5.3 互感器的選擇51</p><p>　　5.3.1 電流互感器的選擇51</p>

17、;<p>　　5.3.2電流互感器的校驗53</p><p>　　5.3.3電壓互感器的選擇55</p><p>　　第6章 防雷保護57</p><p>　　6.1直擊雷保護57</p><p>　　6.2 侵入波保護58</p><p>　　6.3變電所接地裝置58</p>

18、<p>　　第7章配電裝置59</p><p>　　7.1配電裝置概述59</p><p>　　7.1.1配電裝置的類型及其特點60</p><p>　　7.1.2配電裝置型式的選擇60</p><p>　　7.2 對配電裝置的基本要求和設計步驟61</p><p>　　7.3 屋內(nèi)配電裝置62

19、</p><p>　　7.4 屋外配電裝置63</p><p><b>　　參考文獻66</b></p><p><b>　　附錄68</b></p><p>　　附錄1 電氣主接線圖68</p><p>　　附錄2 配電裝置平面圖69</p>&

20、lt;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、用電設備組成的網(wǎng)絡，它包括通過電氣的或機械的方式連接在網(wǎng)絡中的所有設備。變電站是電力系統(tǒng)的至關重要的組成部分

21、，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電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，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，它們能實現(xiàn)電能生產(chǎn)、變換、輸送和分配，消費任務稱之為電力系統(tǒng)一次部分；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如電力系統(tǒng)的保護、監(jiān)控及遠動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，可將變電站分為下列幾類：&

22、lt;/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，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓部分起匯集多個電源作用的電壓為330~500kV的變電站，樞紐變電站是整個系統(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，嚴重影響國民經(jīng)濟的發(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><p&g

23、t;<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)中為了使長距離輸電線路分段，一般匯聚2~3個電源，電壓等級為220~330kV，同時又降壓供當?shù)刎摵捎秒?，中間變電所停電以后，將引起本區(qū)域的部分負荷供電，重者引起區(qū)域電網(wǎng)解列。</p><p><b>　?。?）地區(qū)變電站</b&g

24、t;</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，接近負荷點，其高壓側(cè)的電壓為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，全所停

25、電后，只是用戶受到損失，一般不會對系統(tǒng)造成較大影響。</p><p>　　1.1.2負荷對變電所供電的要求</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。對于系統(tǒng)中的一級負荷，一旦出現(xiàn)供電中斷，不僅影響生產(chǎn)，而且可能使設備損壞，進而影響社會穩(wěn)定甚至會因斷電而引起人員傷亡事故，更有甚者將造成整個系統(tǒng)的的癱瘓，停電給國民經(jīng)濟和人民生活造成的損失遠

26、遠大于電力系統(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合理性。良好的電能質(zhì)量即供電的技術合理性是指電能的電壓、頻率、波形等技術指標要達到一定的標準。</p><p>　　國家標準規(guī)定：35kV及以上供電電壓正、負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的±5%，10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%，220V單相供電電壓允許偏差為額

27、定電壓的+7%、-10%。</p><p>　　頻率質(zhì)量的偏差會影響到某些電氣設備如電動機和軍用雷達的正常工作。國家標準規(guī)定：3000MW以及上系統(tǒng)不超過±0.2Hz，3000MHZ以下系統(tǒng)不超過±0.5Hz，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。</p><p>　　(3)保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性：衡量電力系統(tǒng)經(jīng)濟性的兩個重要指標是煤耗率和網(wǎng)損率。即便是損耗的比率不是特

28、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％，輸送和分配時的損耗絕對值也非常巨大。因此，降低每向用戶供應一度電能損耗的能源和降低變換、輸送、分配時的損耗對于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟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>　　為了使電力設備的生產(chǎn)實現(xiàn)標準化、系列化并實現(xiàn)各設備間互換，系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器、電力線路及各種設備都是

29、按規(guī)定的額定電壓進行設計和制造的。</p><p>　　電力系統(tǒng)的額定電壓等級是國家根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要及電力工業(yè)的發(fā)展、運行水平，經(jīng)全面經(jīng)濟技術分析后確定的。</p><p>　　我國現(xiàn)階段電力設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民經(jīng)濟的照明、蓄電池及開關設備的操作電源中；</p><p

30、>　　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機及照明設備，常見的有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、變壓器、輸配電線路及設備。</p><p>　　三相視在功率S=3UI，當輸出功率為定值時，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，同時由于電流小，

31、傳輸線路上的功率損耗和電壓損耗也較??；另一方面，電壓越高，對設備和導線絕緣水平的要求就越高，變壓器、開關等設備絕緣方面的投資也越大。綜合考慮這些因素，對應一定的輸送功率和輸送距離都有一個最為經(jīng)濟合理的輸電電壓，當從設備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標準化和系列化，又不應隨意確定輸電電壓。</p><p>　　1.2 我國變電站及其設計的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及新變化</p><p>　　新世紀以來，我

32、國電力系統(tǒng)進入了一個快速發(fā)展階段，電力建設得到長足發(fā)展。由于我國電力建設起步比較晚，目前我國變電站主要趨勢是老設備向新型設備轉(zhuǎn)變，有人值班向無人值班變電站轉(zhuǎn)變，交流傳輸向直流傳輸轉(zhuǎn)變，在城市變電站建設中，戶內(nèi)型變電站大幅增加，屋內(nèi)配電裝置廣泛使用。國外變電站主要是采用柔性技術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內(nèi)外變電站未來發(fā)展趨勢之一。 </p><p>　　1.無人值守變電站 &

33、lt;/p><p>　　我國變電站的發(fā)展趨向于變電站無人值班運行管理，許多220 kV及以下電壓等級變電站已經(jīng)開始由監(jiān)控中心進行監(jiān)控，基本上實現(xiàn)了變電站無人值守。但作為國內(nèi)電網(wǎng)中最高電壓等級的500 kV和330 kV變電站，即使采用了變電站綜合自動化系統(tǒng)的，也基本上都是實行有人值守的管理方式。而在歐美發(fā)達國家，各個電壓等級變電站都能實現(xiàn)無人值守,由此可見，在國內(nèi)外無人值守變電站之間、國內(nèi)外變電站自動化系統(tǒng)之間都還有

34、很大的差異。</p><p>　　全面實現(xiàn)變電站無人值守對我國電網(wǎng)建設有非常明顯的技術經(jīng)濟效益:</p><p>　　1)大幅度提高了運行可靠性；</p><p>　　加快了對事故處理的速度；</p><p>　　提高了電力行業(yè)勞動生產(chǎn)率；</p><p>　　降低了電力基礎建設成本；</p><p

35、><b>　　降低系統(tǒng)運行費用。</b></p><p>　　2.城市變電站建設 </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)進行，可減輕維護工作量，變電所運行不受氣候影響。 </p><p>

36、　　數(shù)字化智能變電站 </p><p>　　在變電站綜合自動化領域中，智能化電器的發(fā)展，特別是智能化開關設備、光電式互感器等機電一體化設備的出現(xiàn)，變電站自動化技術即將進入新階段，這些新技術的日趨成熟帶來全數(shù)字化的變電站新概念。數(shù)字化變電站三個最重要的特征就是“一次設備智能化，二次設備網(wǎng)絡化，符合IEC61850標準”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實現(xiàn)網(wǎng)絡化，通信模型達到標準化，使各種設備和功能

37、共享統(tǒng)一的信息平臺。</p><p>　　依據(jù)我國電力工業(yè)實際情況國情，電力系統(tǒng)的變電所運行技術有了新的飛躍，我國變電站設計出現(xiàn)了一些新的趨勢。</p><p>　　1.變電站接線方案趨于簡單化　　制造廠生產(chǎn)的電氣設備質(zhì)量以及電網(wǎng)運行可靠性的提高，為變電站接線簡化提供了可能。例如，高壓斷路器是變電站的主要電氣設備之一，其制造技術近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時間縮短。</

38、p><p>　　2.新的電氣一次設備大量采用 近年來電氣一次設備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、高可靠性新型設備不斷出現(xiàn)，電氣設備趨于無油化，采用SF6氣體絕緣的設備價格不斷下降，伴隨著國產(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，應用范圍不斷擴大。 </p><p>　　3.變電站占地及建筑面積減少</p><p>　　經(jīng)濟和城市建設的發(fā)展要求新

39、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)濟和社會效益，所以設計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.變電站綜合自動化技術</p><p>　　變電站綜合自動化是一項新興的用以提高變電站運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務的一項措施。發(fā)展和完善變電站綜合自動化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢。 &

40、lt;/p><p>　　1.3 變電站設計的主要原則</p><p>　　變電站設計的基本原則是：安全可靠、技術先進、投資合理、標準統(tǒng)一、運行高效，時效性和和諧性的統(tǒng)一。變電站設計的分類可依據(jù)變電站標準方式、配電裝置型式和變電站規(guī)模3個層次進行劃分。</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站3類。戶外變電

41、站是指最高電壓等級的配電裝置、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)敞開式開關設備和全封閉式組合電氣設備兩類。</p><p>

42、;　　(3)按變電站規(guī)模進行分類：例如戶外AIS變電站，可按最高電壓等級的出線回路數(shù)和主變臺數(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章電氣主接線設計</p><p>　　電氣主接線根據(jù)電能輸送和分配的要求，表示主要電氣設備相互之間的連接關系，以及本變電站(或發(fā)電廠)與電力系統(tǒng)的電氣連接關系，電路中的高壓電氣設備包括發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、隔

43、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、繼電保護裝置、自動裝置和控制方式的選擇，對運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性起決定性的作用。</p><p>　　2.1 電氣主接線設計基礎</p><p>　　2.1.1對電氣主接線的基本要求</p><p>　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個規(guī)模龐大的、嚴密的整體，各個發(fā)電廠、

44、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務，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) 運行的可靠性</p><p>　　運行可靠性的幾個評價標準：斷路器檢修時是否影響導致供電中斷；設備和線路故障檢修時，停電支路數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證

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

46、<p>　　主接線應簡單清晰、明了、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。太復雜的接線不但不便于操作，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者不必要的停電。</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

47、，還應使建設投資和年運行費用小，占地面積最少，降低電力系統(tǒng)的運行成本，使其盡可能的發(fā)揮最佳經(jīng)濟效益。</p><p>　　2.1.2變電站電氣主接線的設計原則</p><p>　　電氣主接線的基本原則是以設計任務書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設的方針、政策、技術標準為準繩，結(jié)合工程具體情況，在保證供電安全可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行和維護的經(jīng)濟方便，盡可能地節(jié)省投資，力爭設備

48、元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。</p><p>　　電氣主接線的設計是發(fā)電廠或變電站電氣設計的主要內(nèi)容之一。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟性的要求密切相關，并對電氣設備選擇和布置、繼電保護和控制方式等都有較大影響。因此，主接線設計，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關影響因素，正確處理它們之間的關系，合理的選擇主接線方案。

49、</p><p>　　對于變電站的電氣主接線，當能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應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，若能滿足繼電保護要求時，也可使用線路分支接線。為正確選擇接線和設備，必須進行各級電壓最大最小有功和無功電力負荷的平衡，當缺乏足夠的技術資料時，可采取下列數(shù)據(jù)：</p><p>　　1.最小負荷為最大負荷的60~70%，如主要農(nóng)業(yè)負荷時則取20~30%；

50、</p><p>　　2.負荷同時率取0.85~0.9，當饋線在三回以下且有大負荷時，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《變電所設計技術規(guī)程》對主接線設計作了如下規(guī)定：在滿足運行要求時，變電所高壓側(cè)應盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線。在11

51、0~220kV變電所中，一般采用雙母線。在35kV變電所中，當出線為2回時，一般采用橋型接線；當出線為2回以上時，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電氣主接線設計步驟</p><p>　　電氣主接線的設計需伴隨著發(fā)電廠或變電站的整體設計進行，

52、即按照工程基本建設程序，歷經(jīng)可行性分析調(diào)查階段、工程初步設計階段、技術設計階段和施工設計階段等四個階段。</p><p><b>　　（1）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，設計規(guī)劃容量（近期，遠景），主變臺數(shù)及容量，最大負荷利用小時數(shù)及可能的運行

53、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,本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。</p><p>　　電力系統(tǒng)中中性點接地方式是一個綜合問題，它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水

54、平有關，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、主變壓器的運行安全以及對附近通信線路的干擾等。我國電力安全規(guī)程規(guī)定35kV及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點非直接接地系統(tǒng)（中性點不接地或經(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110kV及以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點直接接地系統(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>　　3.負

55、荷情況</b></p><p>　　包括本地區(qū)負荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負荷的原始資料是設計主接線的基本依據(jù)之一，電力負荷預測工作是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎。對電力負荷的預測不僅應有短期負荷預測，還應有中長期負荷預測，對電力負荷預測的準確性，直接決定著發(fā)電廠和變電站電氣主接線設計成果的質(zhì)量，一個優(yōu)良的設計，應能經(jīng)受當前及較長遠時間(5~10

56、年)的檢驗。 </p><p><b>　　4.設備制造情況</b></p><p>　　這往往是設計能否成立的重要前提，為使所設計的主接線具有可行性，必須對各主要電氣設備的性能、制造能力和供貨情況、價格等情況匯集并分析比較，保證設計的可行性。</p><p><b>　　5.環(huán)境條件</b></p>&l

57、t;p>　　包括當?shù)氐淖顭嵩缕骄鶜鉁?、環(huán)境濕度、覆冰厚度、污穢程度、風向水平、水文地質(zhì)情況、海拔高度及地震等因素，對主接線中電氣設備的選擇和配電裝置的設計均有直接影響。對此，應予以足夠重視,對重型設備如大容量三相變壓器的運輸條件亦應充分考慮。</p><p>　?。?）主接線方案的擬定與選擇</p><p>　　設計時應根據(jù)任務書的要求，在對原始資料分析的基礎上，根據(jù)對電源進線數(shù)和出

58、線回路數(shù)、變電所內(nèi)電壓級別、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)的考慮，可擬定出若干個可行的主接線方案（近期和遠景）。然后從經(jīng)濟技術上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2~3個技術上相當，有可能滿足任務書要求的方案，再進行經(jīng)濟比較，結(jié)合最新技術，對于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量發(fā)電廠或變電站主接線，還應進行可靠性定量分析計算比較，最終確定最終方案。</p><p>　?。?）短路電流計算和主要電氣設備選擇與校驗&l

59、t;/p><p>　　對選定的電氣主接線選擇適當短路點進行短路電流計算，并選擇校驗合理的電氣設備包括導線、斷路器、隔離開關、互感器等。</p><p>　?。?）繪制電氣主接線</p><p>　　對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：對于工程設計，無論哪個設計階段，概算都是必不可少的組成部分

60、，它不僅反映工程設計的經(jīng)濟性與可靠性的關系，而且為合理地確定和有效控制工程造價創(chuàng)造條件，概算的編制以設計圖紙為基礎，以國家頒布的有關文件和具體規(guī)定為依據(jù)，并按國家定價與市場調(diào)整或浮動價格相結(jié)合的原則進行。概算的構(gòu)成主要有以下內(nèi)容： </p><p>　　主要設備器材費，包括設備原價、主要材料(鋼材、木材、水泥等)費、設備運雜費(含成套服務費)、備品備件購置費、生產(chǎn)器具購置費等。除設備及材料費。</

61、p><p>　　(2)安裝工程費，包括直接費、間接費及稅金等。直接費指在安裝設備過程中直接消耗在該設備上的有關費用；間接費指安裝設備過程中為全工程項目服務，而不直接耗用在特定設備上的有關費用；稅金是指國家對施工企業(yè)承包安裝工程的營業(yè)收入所征收的營業(yè)稅、教育附加和城市維護建設稅。 </p><p><b>　　(3)其他費用。</b></p><p

62、>　　2.2 電氣主接線的基本形式</p><p>　　由于各個發(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，在進出線較多（一般超過4回）的場合，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用電氣設備較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。&

63、lt;/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)過分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟性的要求，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，可以采用雙母線

64、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)點是運行方式靈活，檢修母線時不中斷供電，任一組母線故障時僅短時停電，可

65、靠性高。缺點是，操作復雜，10kV側(cè)采用單母線分段接線方式，一級負荷占35%左右，二級負荷占30%左右，一級和二級負荷占65%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點是接線簡單清晰，操作方便，造價低，擴展性好，缺點是可靠性靈活性差。</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)點是，檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供

66、電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點是，增設旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關的數(shù)目，接線復雜，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>　　對于上述三種方案綜合考慮：</p>&l

67、t;p>　　該地區(qū)海拔170m，海拔并不高，對變電站設計沒有特殊要求，地勢平坦，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。最大風速25m/s，覆冰厚度為8mm，屬于我國第V標準氣象區(qū)。</p><p>　　《35kV~ll0kV 變電所設計規(guī)范》第3.2.5 條：當變電所裝有兩臺主變壓器時，

68、6~l0kV 側(cè)宜采用單母分段接線，線路為12回及以上時，也可采用雙母線，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。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)濟性要求，對于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，本設計采用第三種方案。</p><p>　　第3章 變電站主變壓器選擇</p><

69、;p>　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中最為重要的電氣設備之一，它擔負著變換網(wǎng)絡電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?，合理確定的變壓器臺數(shù)、容量和型號是變電站可靠供電和網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的保證。</p><p>　　3.1主變壓器臺數(shù)的選擇</p><p>　　在變電站設計過程中，一般需要裝設兩臺主變壓器，以保證對用戶供電的可靠性。對110kV及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負荷有

70、中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設一臺主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體工程情況裝設2~4臺主變壓器，以便減小單臺容量，因此，在本次設計中裝設多臺主變壓器。并且兩部變壓器并列運行時必須滿足以下條件：</p><p>　　(1)并列運行變樂器的一次額定、二次額定電壓必須對應相等。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10.5％。如果并列變壓器的電壓變比不同，則并

71、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，導致繞組過熱甚至燒毀，影響系統(tǒng)運行的安全性。</p><p>　　(2)并列運行變壓器的阻抗電壓(短路電壓)必須相等。由于并列運行的變壓器的負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，可能導致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過負荷現(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10％。</p>&l

72、t;p>　　(3)并列運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應地相同，否則不能并列運行。</p><p>　　(4)并列運行的變壓器容量比應小于3：1。即并列運行的變壓器容量應盡量相同或相近，如果容量相差懸殊，不僅運行很不方便，而且在變壓器特性稍有差異時，變壓器間的環(huán)流將相當顯著，特別是容量小的變壓器容易過負荷或燒毀。</p><p><

73、;b>　　3.2無功補償措施</b></p><p>　　3.2.1無功功率補償?shù)谋匾?lt;/p><p>　　在工企用電設備中，有大量設備工作需要從系統(tǒng)吸收感性的無功功率來建立交變磁場，如電動機利用吸收無功功率建立圓形旋轉(zhuǎn)磁場，這樣系統(tǒng)輸送的電能容量中無功功率的成分就會增加，功率因數(shù)降低，對系統(tǒng)會造成如下影響：</p><p>　　使變配電設備的容

74、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)電機的效率降低。</p><p>　　由于功率因數(shù)降低對供電系統(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、合理地供電的需要。&l

75、t;/p><p>　　3.2.2無功功率補償?shù)姆椒?</p><p>　　要使供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般從兩個方面采取補償措施：</p><p>　　一是提高用電設備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不采用任何補償裝置情況下的功率因數(shù)，這種方法只能通過選擇功率因數(shù)較高的電氣設備來實現(xiàn)，但不能達到完全補償?shù)某潭取?lt;/p><p>　　二是采取人工

76、補償?shù)姆椒ㄊ箍偣β室驍?shù)得以提高，有兩種方法：</p><p>　?。?）采用同步電動機替代異步電動機工作，由于同步電機是旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，故維護不方便，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)電容器補償,采用并聯(lián)電容器補償無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償方法，也叫移相電容器靜止無功補償。它具有有功損耗小、運行維護方便

77、、補償容量增減方便、個別電容器損壞不影響整體使用等特點，所以本設計采用并聯(lián)電容器補償。</p><p>　　補償后變壓器10kV側(cè)無功率因數(shù)要達到：</p><p><b>　　無功補償量：</b></p><p>　　計算后得需補償?shù)臒o功功率Q=7.4592MVar， </p><p>　　需裝設的電容器個數(shù)為：<

78、;/p><p>　　考慮到三相均衡分配，應裝設312個，每相104個，采取功率補償后的功率因數(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)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期10～20年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器

79、容量應與城市規(guī)劃相結(jié)合。</p><p>　?。?）根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。N－1原則是判定電力系統(tǒng)安全性的一種準則，按照這一準則,電力系統(tǒng)的N個元件中的任一獨立元件（發(fā)電機、輸電線路、變壓器等）發(fā)生故障而被切除后，應保證不會出現(xiàn)因其它線路過負荷跳閘而導致用戶停電；不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。當這一準則不能滿足時，則要考慮采用增加發(fā)電機或輸電線路等措施。 </p&g

80、t;<p>　　N－1原則與可靠性分析相比較,它的計算簡便,不需搜集元件停運率等大量原始數(shù)據(jù)，是一種極為簡便的安全檢查準則，在歐美一些電力公司得到了廣泛應用。中國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)定一個獨立元件為一臺發(fā)電機組或一條輸電線路或一臺變壓器，通常使用線路極限發(fā)熱條件下的載流量來判斷線路是否過負荷運行。</p><p>　　對于有一級負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，

81、其余主變壓器的容量一般應滿足對60%（220kV及以上電壓等級的變電所應滿足70%）的全部最大綜合計算負荷供電，以及滿足全部I類負荷和大部分II類負荷(110kV及以上電壓等級的變電所供電，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應滿足全部I類負荷和II類負荷)，即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　最大綜合計算負荷的計算：</p>

82、;<p><b>　?。?-2） </b></p><p>　　式中 —各出線的遠景最大負荷；</p><p><b>　　m —出線回路數(shù)；</b></p><p>　　—各出線的功率因數(shù)；</p><p>　　—同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在

83、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>　　對于35kV側(cè)，</b></p><p><b>　　對于10kV側(cè)，</b></p&

84、gt;<p><b>　　則總的負荷為：</b></p><p>　　取=0.85，則： </p><p><b>　　此時， </b></p><p><b>　　因此主變?nèi)萘繛椋?lt;/b></p><p>　　3.4主變壓器型號的選擇</p>&l

85、t;p><b>　?。?）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單相的變壓器組成，造價高、占地多、運行費用高，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，價格低，占地面積小，并且運行時損耗減小12~15％，只有受變壓器的制造和運輸條件的限制時，才考慮

86、采用單相變壓器組，在工程設計上對于330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器，因此在本次設計中采用三相變壓器。</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。當發(fā)電廠只升高一級電壓時或35kV及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器；當發(fā)電廠有兩級升高電

87、壓時，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡變壓器，110kV及以上電壓等級的變電所中，也經(jīng)常使用三繞組變壓器作聯(lián)絡變壓器；自耦變壓器特點是其中兩個繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。因此，當自耦變壓器用來聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡時，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、同電壓等級的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟效益非常顯著。</p><p&

88、gt;　　（3）調(diào)壓方式的確定 </p><p>　　為了滿足供電質(zhì)量要求可通過切換變壓器的分接頭開關，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調(diào)整。 </p><p>　　（4）繞組接線組別的確定 </p><p>　　我國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，其中性點多通過消弧線圈接地；35kV以下變壓器

89、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>　　（5）冷卻方式的選擇 </p><p>　　變壓器的冷卻方式主要有自然風冷卻、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、SF6充氣式變壓器等。</p><p>　?。?）

90、對一級負荷的供電可靠性的考慮</p><p>　　一級負荷適中那些在國民經(jīng)濟和國家日常生活起著特別重要作用的中負荷，一旦中斷供電將在政治、經(jīng)濟上產(chǎn)生重大損失及人身傷亡。所以，要格外考慮一級負荷供電可靠性。 </p><p>　　對一級負荷，要求供電系統(tǒng)當線路發(fā)生故障停電時，仍保證其連續(xù)供電，所以應由兩個獨立電源供電。 </p><p>　　考慮到變壓器是一種高

91、可靠性的電氣設備，且在保護方法上有兩套原理不同的保護共同構(gòu)成主保護，所以兩部變壓器同時故障的可能性較小，基本可以保證對一級負荷的不間斷供電，對于特別重要的一級負荷如大型三甲醫(yī)院的手術室、重癥監(jiān)護室等可以考慮采用不間斷供電模式即除兩個獨立電源同時供電外還應配置不間斷供電系統(tǒng)即UPS和專門的可快速啟動并投入供電運行的柴油發(fā)電機，并且要求市電的供電開關和柴油機的投入運行開關采取聯(lián)動處理，UPS只負責短暫的過渡性供電任務。</p>

92、<p>　　綜合以上分析，為充分保證對一級負荷供電的可靠性，應在變電所內(nèi)設置兩部以上變壓器，考慮到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性，又不應設置過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</p><p>　　在以上分析結(jié)果的基礎上，查變壓器技術參數(shù)表可得，選擇的主變壓器型號：SFSZ9-25000/110。</p><p><b&

93、gt;　　主要技術參數(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><p>　　空

94、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。 </p><p>　　3.6變電所所用

95、電設計</p><p>　　變電所內(nèi)負荷包括照明設備、監(jiān)控設備、二次部分及動力設備，現(xiàn)代變電所自動化程度較高，所以應加強對所用電的考慮，確保所用電安全性。</p><p>　　變電所蓄電池用電設計原則：</p><p>　?。?)按放電時間來選擇蓄電池的容量，其容量應能滿足事故全停狀態(tài)下長時間放電容量的要求。 (2)按放電電流來選擇蓄電池的容量，其容量應能滿足

96、在事故運行時，供給最大的沖擊負荷電流的要求。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荷，提高所用電供電可靠性的措施如下： </p><p>　　(1)對于容量在60MVA及以上或樞紐變電所采用兩臺所用變供電; </p><p>　　(2)兩臺所用變分別接至變電所最低一級電壓母線或獨立電源上，并裝設備用電源自接裝置;

97、 </p><p>　　(3)對于采用復式整流、電容儲能等整流電源代替蓄電池時，其交流供電電源由兩種不同電壓等級取得電源，并裝設備用電源自接裝置; </p><p>　　(4)能可靠地利用所外380V電源備用時，需2臺所變的變電所可裝一臺所變; </p><p>　　(5)采用強迫油循環(huán)水冷卻主變或調(diào)相機，變電所裝設兩臺所用變; </p><

98、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中性點直接接地的三相四線制以提高供電可靠性，動力和照明公用一個電源，所內(nèi)一般設置檢修電源。 </p><p>　　本次設計在10kV母線上接一臺10/0.4kV接地變壓器、低壓側(cè)為Y0接線、正常運行時供給380/220V站用電源。在35kV線路上接一臺35kV/

99、0.4kV線路所用變一臺，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、繼電保護和檢測回路操作電源，也用于各類斷路器的操動電源以及用于直流電動機拖動的供電。 </p><p>　　本次設計直流系統(tǒng)采用智能高頻開關電源系統(tǒng)，蓄電池采用2×100AH 免

100、維護鉛酸蓄電池，N+1熱備份，有較高的智能化程度，能實現(xiàn)對電源系統(tǒng)的遙測、遙控、遙信及遙調(diào)功能;可對每一個蓄電池進行自動管理和保護。 </p><p>　　3.6.3 所用電選擇</p><p>　　選擇原則：所用電負荷按0.2%變電所容量計，設置2 臺所用變壓器且能相互備用，兩部變壓器應滿足在其中一部故障或者因檢修退出運行時，剩下的一部變壓器應能對變電所內(nèi)的全部

101、負荷供電，所以在選擇變電所所用電變壓器時，應按一部變壓器就能對全部負荷供電選擇變壓器。</p><p>　　所用電負荷:S=34548.6×0.2%=69.09kVA </p><p>　　2.所用變?nèi)萘坑嬎悖篠B=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): </p>

102、<p>　　型號：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>　　第4章 短路電

103、流計算</p><p>　　短路是指不同電位點經(jīng)小電阻或電弧而連通的情況，電力系統(tǒng)正常運行狀況的破壞多半是由短路故障引起的。出現(xiàn)短路時，系統(tǒng)從一種狀態(tài)快速變化到到另一種狀態(tài)，并伴隨有復雜的機電暫態(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，主要有以下幾個方面：</

104、p><p>　?。?）元件損壞，如設備絕緣材料自然老化，設計、安裝、維護不當所造成的設備缺陷最終發(fā)展成短路；</p><p>　?。?)氣象條件惡劣，例如雷擊造成的閃絡放電或避雷動作，架空線路由大風或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等；</p><p>　?。?）違規(guī)操作，例如運行人員違反操作規(guī)程帶負荷拉閘，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，造成金屑性短路，人為

105、疏忽接錯線造成短路或運行管理不善造成小動物進入帶電設備內(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，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。</p><p>　　4.2 短路的危害及預防辦法</p><p>　　短路對電力系統(tǒng)危害巨大，具體表現(xiàn)在以下幾點 ： </p><p>　?。?）短路回路電流迅速變的很大，此電流稱

106、為短路電流；</p><p>　?。?）產(chǎn)生電弧，燒壞故障元件本身及周圍設備甚至會危及人身安全； </p><p>　?。?）短路電流使發(fā)電機端電壓下降，也使系統(tǒng)電壓大幅下降，不利于負荷總的交流電機尤其是重載電機的運行； </p><p>　?。?）電力系統(tǒng)短路時，系統(tǒng)中功率分布的突然變化和電壓嚴重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)工作的穩(wěn)定性，使整個系統(tǒng)被解

107、列為幾個異步運行的部分； </p><p>　?。?）不對稱短地短路故障將產(chǎn)生零序電流，它會在鄰近的線路上產(chǎn)生感應電動勢，造成對通信線路和信號系統(tǒng)的干擾；</p><p>　　鑒于短路事故對電力系統(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>　?。?）做好短路電流的計算工作； </p><p>　　（2）正確選

108、擇繼電保護的整定值和熔體的額定電流，減小短路持續(xù)時間； </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>　?。?）設置互鎖裝置，防止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘； </p><p>　?。?）帶電安裝和檢修電氣設備時，要嚴格執(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位工作，要采取防

109、止短路的措施。</p><p>　　4.3短路電流計算的目的</p><p>　　短路計算的目的的主要包括以下幾個方面：</p><p>　?。?）選擇電氣主接線時,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行必要的短路電流計算； </p><p>　?。?）在選擇電氣設備時,為了保證各種電氣設備和導體在正常運行和

110、故障情況下都能保證安全、可靠地工作,需要依據(jù)正常運行條件選擇設備并依據(jù)短路條件校驗設備； </p><p>　?。?）在設計屋外高壓配電裝置時需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地安全距離； </p><p>　?。?）在整定繼電保護中繼電器動作值時需以各種短路電流為依據(jù)。</p><p>　　選擇導體和電器時，導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開斷電流一般按三相

111、電流驗算，若有更嚴重情況的按更嚴重的條件計算，總之，要用最大短路電流校驗。</p><p>　　4.4 短路電流計算方法</p><p>　　在電力系統(tǒng)中常用的短路電流計算法有運算曲線法和計算機算法。本設計采用運算曲線算法。</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)運行經(jīng)驗表明：發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短

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

113、統(tǒng)當做有限大容量電源，短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出求等效總阻抗，再換算成計算電抗，根據(jù)計算曲線查出短路電流標幺值，再換算成有名值。</p><p><b>　　4.5短路電流計算</b></p><p><b>　　電力系統(tǒng)接線圖為：</b></p><p>　　S1=200MV

114、A XS1=0.6 </p><p>　　S2=1200MVA XS2=0.6</p><p>　　確定短路點：在本次設計過程中，為了方便選擇電氣設備及校驗，選取的短路點為110kV，35kV及10kV母線。首先計算電路的基準值：選取，。</p><p><b>　　系統(tǒng)等值電路如下：</b></p>