畢業(yè)論文---110kv變電站電氣主接線設(shè)計(jì)

1、<p>　　題目 110KV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)為110kV降壓變電站電氣一次部分的初步設(shè)計(jì)，根據(jù)原始資料，以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和國(guó)家有關(guān)電力工程設(shè)計(jì)的規(guī)程、規(guī)范及規(guī)定為設(shè)計(jì)依據(jù)。變電站的設(shè)計(jì)在滿足國(guó)家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡量考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。在本變電站的設(shè)計(jì)中，包括對(duì)變電站總體分析和負(fù)

2、荷分析、變電站主變壓器的選擇、電氣主接線、電氣設(shè)備選擇、短路電流計(jì)算等部分的分析計(jì)算以及防雷設(shè)計(jì)。在保證供電可靠性的前提下，減少事故的發(fā)生，降低運(yùn)行費(fèi)用。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)正文分設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)兩個(gè)部分，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括電氣主接線設(shè)計(jì)、變壓器選擇說(shuō)明、短路電流計(jì)算說(shuō)明、電氣設(shè)備選擇說(shuō)明、配電裝置設(shè)計(jì)、電氣總平面布置和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)包括變壓器選擇、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)等，并附有

3、電氣主接線圖及其它相關(guān)圖紙。</p><p>　　關(guān)鍵詞：110kV變電站；短路電流；一次部分；設(shè)備選擇</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要Ⅰ</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p><b>　

4、　1 原始資料1</b></p><p>　　1.1 變電站的基本情況1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)2</p><p><b>　　2 變壓器選擇3</b></p><p>　　2.1 變壓器繞組與調(diào)壓方式的選擇3</p><p>　　2.2 變壓器相數(shù)的選

5、擇3</p><p>　　2.3 變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇3</p><p>　　2.4 變壓器的冷卻方式4</p><p>　　3 電氣主接線設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1 主接線的設(shè)計(jì)原則5</p><p>　　3.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求6</p><p>　　3.3

6、 主接線方案的比較和確定................................................................7</p><p>　　4 短路電流計(jì)算..............................................................................................11</p><

7、;p>　　4.1 短路電流計(jì)算的目的11</p><p>　　4.2 短路電流計(jì)算的規(guī)定11</p><p>　　4.3 短路電流計(jì)算的步驟12</p><p>　　4.4 短路類型及其計(jì)算方法12</p><p>　　5 高壓電器選擇14</p><p>　　5.1 高壓斷路器的選擇14&

8、lt;/p><p>　　5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇14</p><p>　　5.3 各級(jí)電壓母線的選擇15</p><p>　　5.4 電流互感器的選擇15</p><p>　　5.5 電壓互感器的選擇16</p><p>　　5.6 避雷器的選擇16</p><p>　　6 配電裝

9、置設(shè)計(jì)18</p><p>　　6.1 配電裝置的基本要求.........................................................................18</p><p>　　6.2 配電裝置的種類及應(yīng)用..................................................................

10、...18</p><p>　　7 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)19</p><p>　　7.1 防雷保護(hù)的特點(diǎn)19</p><p>　　7.2 變電站直擊雷防護(hù)19</p><p>　　7.3 進(jìn)線保護(hù)...........................................................................

11、.................19</p><p><b>　　第二部分 計(jì)算書(shū)</b></p><p>　　8 變壓器容量計(jì)算及選擇 20</p><p>　　8.1 本站負(fù)荷計(jì)算20</p><p>　　8.2 變壓器容量及型號(hào)的選擇20</p><p>　　9 短路電流計(jì)算

12、21</p><p>　　9.1 原始資料21</p><p>　　9.2 短路計(jì)算21</p><p>　　10 高壓電器的選擇與校驗(yàn)27</p><p>　　10.1 最大持續(xù)工作電流計(jì)算27</p><p>　　10.2 斷路器的選擇及校驗(yàn)27</p><p>　　10.

13、3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)30</p><p>　　10.4 電流互感器的選擇及校驗(yàn)31</p><p>　　10.5 限流電抗器的選擇及校驗(yàn)35</p><p>　　10.6 電壓互感器的選擇及校驗(yàn)35</p><p>　　10.7 導(dǎo)體的選擇及校驗(yàn)37</p><p>　　10.8 絕緣子及穿墻

14、套管的選擇39</p><p><b>　　總結(jié)40</b></p><p><b>　　參考資料41</b></p><p><b>　　致謝42</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p><b>　　1

15、原始資料</b></p><p>　　1.1變電站的基本情況</p><p>　　1.1.1變電站建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模</p><p>　　本站位于蒙城邊緣，供給城市和近郊工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活用電，系新建變電站。</p><p>　　電壓等級(jí)：110/10kV</p><p>　　線路回?cái)?shù)：110kV：2回，備用2回

16、</p><p>　　10kV：13回，備用2回</p><p>　　1.1.2 電力系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖如下：</p><p>　　圖1.1 電力系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖</p><p>　　1.1.3變電站規(guī)模和電力系統(tǒng)情況</p><p>　?。?）變電站性質(zhì)：110kV變電站。</p><p>　　（2）1

17、10kV最終兩回進(jìn)線四回出線。每回出線輸送容量為15MVA，本期工程2回進(jìn)線，2回出線。</p><p>　　（3）10kV出線最終15回，本期13回，備用2回，Tmax=5500 小時(shí)，負(fù)荷同時(shí)率0.85，備用總負(fù)荷4MW,COS=0.85。</p><p>　　（4）根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃，110kV和10kV負(fù)荷的具體參數(shù)如下表：</p><p>　　表1

18、.1 110kV和10kV負(fù)荷具體參數(shù)表</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　?。?）變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）主變壓器的選擇</p><p>　?。?）短路電流的計(jì)算</p><p>　?。?）電氣設(shè)備的選擇</p>&l

19、t;p>　?。?）配電裝置及電氣總平面設(shè)計(jì)</p><p><b>　　（6）防雷保護(hù)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2變壓器選擇</b></p><p>　　2.1變壓器繞組與調(diào)壓方式的選擇</p><p><b>　?。?）繞組連接方式</b></p&

20、gt;<p>　　參考《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》和相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有Y和△型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個(gè)繞組是△型的，我國(guó)110kV及以上的電壓等級(jí)均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點(diǎn)，所以都需要選擇的連接方式，而6-10kV側(cè)采用△型的連接方式。故該110kV變電站主變應(yīng)采用的繞組連接方式為：YN，。

21、 </p><p>　?。?）調(diào)壓方式的確定</p><p>　　變壓器的電壓調(diào)整是用分解開(kāi)關(guān)切換變壓

22、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)壓范圍可達(dá)到+30％。對(duì)于110kV及以下的變壓器，以考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。</p><p>　　由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。</p><p>　　2.2 變壓器相數(shù)的選擇</p><p>

23、;　　主變壓器采用三相或是單相，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。當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330kV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。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，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。</p><p>　　2.3變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　主變?nèi)萘恳话惆醋冸娬窘ǔ山谪?fù)荷5～

24、10年規(guī)劃選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～15年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮，本站應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來(lái)選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(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)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。所以每臺(tái)變壓器的額定容量按，其中為變電所最大負(fù)荷選擇，即=0.7×38.77=27.14kVA這樣當(dāng)

25、一臺(tái)變壓器停用時(shí)，也保證70%負(fù)荷的供電。由于一般電網(wǎng)變電所大約有25%的非重要負(fù)荷，因此采用式來(lái)計(jì)算主變?nèi)萘繉?duì)變電所保證重要負(fù)荷來(lái)說(shuō)是可行的。通過(guò)計(jì)算本變電站可選擇額定容量為31.5MVA的主變壓器。為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)也增加了配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作的復(fù)雜化

26、?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小，且適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，故本變電站選擇兩臺(tái)主變壓器</p><p>　　2.4變壓器的冷卻方式</p><p>　　根據(jù)變壓器型號(hào)的不同,其冷卻方式有：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)等。</p><p>　　油浸自冷式就是以油的自然對(duì)流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對(duì)流傳導(dǎo)將熱量散發(fā)

27、，它沒(méi)有特制的冷卻設(shè)備。而油浸風(fēng)冷式是在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，在油箱壁或散熱管上加裝風(fēng)扇，利用吹風(fēng)機(jī)幫助冷卻。加裝風(fēng)冷后可使變壓器的容量增加30%～35%。強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式，又分強(qiáng)油風(fēng)冷和強(qiáng)油水冷兩種。它是把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻器后再?gòu)?fù)回油箱。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風(fēng)扇吹風(fēng)或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)，把熱量帶走。這種方式若把油的循環(huán)速度比自然對(duì)流時(shí)提高3倍，則變壓器可增加容量30%。</p><p&

28、gt;　　綜上所述，110kV變電站冷卻方式宜采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。</p><p><b>　　3電氣主接線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，以國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下、兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和

29、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>　　電氣主接線是由高壓電器通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)，它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)，并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部基本組成和連接關(guān)系，代表該變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。</p><p>　　3.1主接線的

30、設(shè)計(jì)原則</p><p>　?。?）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。不論是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。</p><p>　　（2）考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模</p>

31、<p>　　變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)5～10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式來(lái)確定主接線的形式以及所連接的電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。</p><p>　?。?）考慮負(fù)荷的重要性和分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響</p><p>　　對(duì)一級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間

32、斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。</p><p>　　（4）考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響</p><p>　　變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也比較高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主

33、接線的可靠性、靈活性要求低。</p><p>　　（5）考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響</p><p>　　發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電器主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不同。例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。</p&g

34、t;<p>　　3.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　主接線設(shè)計(jì)的合理性直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性及對(duì)電器的選擇、配電裝置、繼電保護(hù)、自動(dòng)控制裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)(電氣一次部分）》中有關(guān)規(guī)定：“變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并綜合考慮供電可

35、靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求”。主接線設(shè)計(jì)的基本要求如下：</p><p><b>　　3.2.1可靠性</b></p><p>　　所謂可靠性是指主接線能可靠的運(yùn)行工作，以保證對(duì)用戶不間斷供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)以往所采用的主接線，優(yōu)先采用。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次設(shè)備部分在運(yùn)

36、行中可靠性的綜合。同時(shí)，可靠性不是絕對(duì)的而是相對(duì)的?？赡芤环N主接線對(duì)某些變電所是可靠的，而對(duì)另一些變電所可能就不是可靠的。評(píng)價(jià)主接線方式可靠的標(biāo)志是：</p><p>　?。?）線路、母線（包括母線側(cè)隔離刀閘）等故障或檢修時(shí)，停電范圍的大小和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，能否保證對(duì)一類、二類負(fù)荷的供電。</p><p>　?。?）線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保

37、證對(duì)重要用戶的供電。</p><p>　　（3）變電所全部停電的可能性。</p><p>　?。?）大型機(jī)組突然停電，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果。</p><p><b>　　3.2.2靈活性</b></p><p>　　電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，靈活性主要包括以下幾個(gè)方面：<

38、;/p><p>　　（1）操作的方便性：電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，接線簡(jiǎn)單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過(guò)程中出差錯(cuò)。</p><p>　?。?）調(diào)度的方便性：電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便地改變運(yùn)行方式，并且在發(fā)生事故時(shí)，要能盡快地切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過(guò)多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。</p&

39、gt;<p>　?。?）擴(kuò)建的方便性：對(duì)將來(lái)要擴(kuò)建的發(fā)電廠，其接線必須具有擴(kuò)建的方便性。尤其是火電廠，在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，還要考慮到從初期接線到最終接線的可能和分段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下，將來(lái)能順利完成過(guò)渡方案的實(shí)施，使改造工作量最少。</p><p><b>　　3.2.3經(jīng)濟(jì)性</b>

40、;</p><p>　　主接線的經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間經(jīng)常存在矛盾，所以應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾個(gè)方面考慮：</p><p>　?。?）節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開(kāi)關(guān)電器數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。</p><p>　?。?）占地面積少。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約

41、土地的條件，盡可能使占地面積少；同時(shí)應(yīng)注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對(duì)大容量發(fā)電廠或變電站，在可能和允許條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　（3）電能損耗少。在發(fā)電廠或變電站中，電能損耗主要來(lái)自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的形式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。</p><p>　　3.3主接線方案的比較和確定</p&

42、gt;<p>　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)(電氣一次部分)》的相關(guān)要求，110kV配電裝置出線回路數(shù)4回時(shí)，可采用單母線分段的接線、雙母線接線、單母線分段帶旁路接線，10kV配電裝置出線回路數(shù)10回及以上時(shí)，可采用單母線分段的接線和雙母線接線，在采用單母線分段或雙母線的35～110kV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時(shí)，首先宜采用分段斷路兼作旁路斷路器的接線。當(dāng)110kV線路6回及以上，3

43、5～6kV線路8回及以上時(shí)，可以裝設(shè)專用的旁路斷路器。</p><p>　　3.3.1 110kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）初選方案</b></p><p>　　因本所初期設(shè)計(jì)2回進(jìn)線2回出線，最終2回進(jìn)線4回出線，故110kV變電站電氣主接線可采用單母線分段接線或單母線分段帶旁路接線。下面以這兩個(gè)方案進(jìn)行分析比較，確定其

44、主接線的具體形式。</p><p>　　單母線分段接線如圖2.1所示：</p><p>　　圖3.1 單母線分段接線 </p><p>　　單母線分段帶旁路接線圖如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 單母線分段分段斷路兼作旁路斷路器的接線</p><p><b>　?。?）方案比較</b&g

45、t;</p><p>　　單母線分段接線： </p>

46、;<p>　?、佼?dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，保證正常母線不間斷供電，不致使重要用戶停電。</p><p>　?、趦啥文妇€同時(shí)發(fā)生故障的機(jī)率甚小，可以不予考慮。</p><p>　　③在可靠性要求不高時(shí)，可使用隔離分段開(kāi)關(guān)。任一段母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判斷故障后，斷開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。</p><p>

47、　　單母線分段帶旁路接線： </p><p>　?、偻ㄟ^(guò)倒閘操作，可檢修與旁路母線相連的任一回路的出線斷路器而不停電，因固定式斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，不重要負(fù)荷停電時(shí)間長(zhǎng)。</p><p>　?、谌我怀鼍€斷路器故障時(shí)，通過(guò)倒閘操作，可在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)對(duì)該線路的供電。進(jìn)線斷路器故障時(shí)，不重要負(fù)荷停電時(shí)間較長(zhǎng)。檢修母線時(shí)，非

48、檢修段可以照常供電，并可對(duì)雙回路線路通過(guò)其一回給Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷供電，還可通過(guò)倒閘操作經(jīng)旁路母線對(duì)檢修段出線負(fù)荷最重要的一個(gè)用戶繼續(xù)供電。</p><p>　　③幾乎無(wú)線路全部停運(yùn)的可能，若出線全部停運(yùn)的情況，因固定式斷路器的檢修時(shí)間長(zhǎng)，則全部停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)。</p><p>　　④正常運(yùn)行時(shí)，QFd作為分段斷路器工作，一段母線故障，QFd跳開(kāi)，不會(huì)影響正常段母線供電。檢修出線斷路器，可以通過(guò)倒閘

49、操作而不是切除線路。運(yùn)行方式改變時(shí)，倒閘操作繁瑣，不夠靈活。</p><p>　?、菰O(shè)備少，投資少，土建工作和費(fèi)用較少，可以兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。</p><p><b>　?。?） 方案確定</b></p><p>　　從技術(shù)性角度而言，兩種方案均能滿足110kV級(jí)供電可靠性和靈活性的要求，且具有擴(kuò)建方便的優(yōu)點(diǎn)，但由于斷路器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行和切斷次數(shù)

50、都需要檢修，為了使檢修時(shí)不至于中斷回路供電，故采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線方式?！　?lt;/p><p>　　綜合比較，本次設(shè)計(jì)在110kV母線上采用單母線分段帶旁路母線接線的形式。</p><p>　　3.3.2 10kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）初選方案</b></p><p>　　10kV側(cè)

51、出線回路數(shù)本期為13回，最終15回，根據(jù)規(guī)程要求和本所實(shí)際情況，10kV電氣主接線可以采用單母線分段接線或雙母線接線。</p><p><b>　?。?）方案比較</b></p><p><b>　　雙母線接線特點(diǎn)：</b></p><p>　　①檢修任一組母線，不會(huì)中斷對(duì)用戶的連續(xù)供電（利用母聯(lián)倒換操作）。 </p

52、><p>　　②一組母線故障后，該母線上的所有進(jìn)出線都要停電，但能迅速恢復(fù)供電。</p><p>　　③檢修任一回路中的母線側(cè)QS，僅該回路停電，其余線路照常工作。</p><p>　?、苋我换芈分械腝F，如拒動(dòng)或因故不能操作時(shí)，可用母聯(lián)代替操作。</p><p>　　⑤在特殊需要時(shí)，可以用母聯(lián)與系統(tǒng)進(jìn)行同期或解列操作</p>&l

53、t;p>　?、轖S不僅用來(lái)隔離電壓，而且還用來(lái)倒換操作</p><p><b>　?、邤U(kuò)建方便。 </b></p><p><b>　?。?）方案確定：</b></p><p>　　10kV側(cè)采用單母線分段接線，供電距離短，且對(duì)重要負(fù)荷采用雙回路供電。接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，為

54、以后的發(fā)展和擴(kuò)建奠定了基礎(chǔ)。故采用單母線分段接線的接線方式</p><p>　　基于上述理由，再考慮到該變電站在電力系統(tǒng)中的地位、建設(shè)規(guī)模、負(fù)荷性質(zhì)等情況，在保證供電可靠性的前提下,運(yùn)行靈活性、操作檢修方便，節(jié)約投資，確定：110kV接線采用單母線分段帶旁路母線的接線，10kV接線采用單母線分段接線。</p><p><b>　　4 短路電流計(jì)算</b></p&

55、gt;<p>　　在電力供電系統(tǒng)中，對(duì)電力系統(tǒng)危害最大的就是短路。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。在短路電流計(jì)算過(guò)程中，以便都以最嚴(yán)重的短路形式為依據(jù)。因此，本文的短路電流計(jì)算都以三相短路為例。</p><p>　　在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通?？蛇_(dá)數(shù)千安，短路電流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備

56、溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備和電纜；在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動(dòng)機(jī)正常工作；發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，將對(duì)通信線路產(chǎn)生干擾；當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解列。</p><p>　　4.1短路電流計(jì)算的目的</p><p>　　計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短

57、路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。為了達(dá)到上述目的，須計(jì)算出下列各短路參數(shù)</p><p>　　I″— 次暫態(tài)短路電流，用來(lái)作為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器額定斷流容量。應(yīng)采用（電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下）繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來(lái)計(jì)算保護(hù)裝置的整定值。</p><p>　　isk— 三相短路沖擊電流，用來(lái)檢驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。</p&g

58、t;<p>　　I — 三相短路電流有效值，用來(lái)檢驗(yàn)電器和母線的熱穩(wěn)定。</p><p>　　S″— 次暫態(tài)三相短路容量，用來(lái)檢驗(yàn)斷路器的遮斷容量和判斷母線短路容量是否超過(guò)規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù)。</p><p>　　4.2短路電流計(jì)算的規(guī)定</p><p>　　為了簡(jiǎn)化短路電流的計(jì)算方法，在保證計(jì)算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出以下

59、規(guī)定：</p><p>　?。?）所有的電源電動(dòng)勢(shì)相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢(shì)和電流是對(duì)稱的。</p><p>　　（2）認(rèn)為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。</p><p>　?。?）輸電線路的分布電容略去不計(jì)。</p><p>　?。?）每一個(gè)電壓級(jí)采用平均電壓，這

60、個(gè)規(guī)定在計(jì)算短路電流時(shí)，所造成的誤差很小。唯一例外的是電抗器，應(yīng)該采用加于電抗器端點(diǎn)的實(shí)際額定電壓，因?yàn)殡娍蛊鞯淖杩雇ǔ１绕渌杩勾蟮亩啵駝t，誤差偏大。</p><p>　?。?）計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，一般只計(jì)及發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因?yàn)檫@些元件X/3>R時(shí)，可以略去電阻的影響。只有在短路點(diǎn)總電阻大于總電阻的1/3時(shí)才加以考慮，此時(shí)采用阻抗等于電抗計(jì)算。</p>&

61、lt;p>　?。?）短路點(diǎn)離同步調(diào)相機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)較近時(shí)，應(yīng)該考慮對(duì)短路電流值的影響。有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響：在母線附近的大容量電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，在母線上發(fā)生三相短路，短路點(diǎn)的電壓立即降低。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)將變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，母線上電壓低于電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)。</p><p>　?。?）在簡(jiǎn)化系統(tǒng)阻抗時(shí)，距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并。</p><p>　?。?

62、）以供電電源為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)幺值>3,可以認(rèn)為電源容量為無(wú)限大容量的系統(tǒng),短路電流的周期分量在短路全過(guò)程中保持不變。</p><p>　　4.3短路電流計(jì)算的步驟</p><p>　　在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常采用實(shí)用計(jì)算曲線法。其具體計(jì)算步驟如下：</p><p>　　（1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算到同一基準(zhǔn)容量下；</p><p

63、>　　（2）繪制等值網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換；</p><p><b>　?。?）選擇短路點(diǎn)；</b></p><p>　?。?）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值；</p><p>　?。?）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值：</p>&l

64、t;p>　　短路容量： （4.1）</p><p>　　短路電流沖擊值: （4.2）</p><p>　?。?）列出短路電流計(jì)算結(jié)果。</p><p>　　具體短路電流計(jì)算詳見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū)

65、。</p><p>　　4.4短路類型及其計(jì)算方法</p><p>　　電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的幾種形式的短路類型及其計(jì)算方法是如下：</p><p>　　（1）三相短路電流的計(jì)算： （4.3）</p><p>　　其有名值為：

66、 （4.4）</p><p>　　—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流標(biāo)幺值</p><p>　　—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流有名值</p><p>　　—?dú)w算到短路點(diǎn)的綜合正序等值電抗。</p><p>　　以下為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，省略下標(biāo) * 。</p><p>　?。?）兩相短路電流的計(jì)算：

67、 （4.5）</p><p>　　—?dú)w算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗</p><p>　　—兩相短路時(shí)短路點(diǎn)的全電流</p><p>　　其各序分量電流值為： </p><p>　　(4.6) </p><p>　　—分別為兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)短

68、路電流的正負(fù)序分量</p><p>　　（3）兩相接地短路電流計(jì)算：</p><p>　?。?.7） 　　 </p><p>　　—兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)故障相全電流</p><p>　　—兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)的正序電流分量</p><p>　?。?.8） </p><p

69、>　?。?.9） </p><p>　?。?.10）—分別為兩相接地短路時(shí)的負(fù)序和零序電流分量。</p><p>　?。?）單相接地短路電流的計(jì)算：</p><p>　　短路點(diǎn)各序分量電流為： （4.11）</p><p><b>　

70、　5高壓電器選擇</b></p><p>　　5.1 高壓斷路器的選擇</p><p>　　高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號(hào)斷路器，以便減少備用件的種類，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。</p><p>　　選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：</p>&

71、lt;p>　?。?）在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流，即使通過(guò)短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。</p><p>　　（2）在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。</p><p>　?。?）應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。</p><p>　?。?）應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便。&l

72、t;/p><p>　　考慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無(wú)由化目標(biāo)，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在110kV側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)而且使用可靠，不存在不安全問(wèn)題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無(wú)污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)、開(kāi)距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、

73、且于開(kāi)斷電源大小無(wú)關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開(kāi)斷近區(qū)故障性能好，且適于開(kāi)斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于35kV及以下的電壓等級(jí)中。所以，10kV側(cè)采用真空斷路器。</p><p>　　5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來(lái)隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。</p><p>　　選擇隔離開(kāi)

74、關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：</p><p>　?。?）隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)。</p><p>　?。?）隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過(guò)電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。</p><p>　?。?）隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。</p><p&

75、gt;　?。?）隔離開(kāi)關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過(guò)電壓。</p><p>　　（5）隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。</p><p>　?。?）帶有接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開(kāi)關(guān)的正確操作。</p><p>　　5.3各級(jí)電壓母線的選擇</p><p>　　選擇配電裝置中各級(jí)

76、電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容：</p><p>　　（1）選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；</p><p>　?。?）選擇母線截面的大?。?lt;/p><p>　?。?）檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定；</p><p>　?。?）對(duì)35kV以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；</p><p>　?。?）對(duì)于

77、重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。</p><p>　　110kV母線一般采用軟導(dǎo)體型式。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本變電所10kV的最終回路較多，因此10kV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。故所選LMY-125型矩形鋁導(dǎo)線滿足熱穩(wěn)定要求。 </p><p>　　5.4電流互感器選擇</p><p>　　5.4.1一次回路電壓的選擇 </p&

78、gt;<p>　　為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓UMS應(yīng)在（0.81～1.2）UN1范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足下列條件：</p><p>　　0.81UN1<UMS<1.2UN1　 （4.1） </p><p>　　5.4.2二次回路電壓選擇</p><p>

79、　　電壓互感器二次繞組額定電壓通常是供額定電壓為100V的儀表和繼電器的電壓繞組使用。顯然，單個(gè)單相式互感器的二次繞組電壓為100V，而其余可獲得相間電壓的接線方式，二次繞組電壓為100/ V；電壓互感器開(kāi)口三角形的輔助繞組電壓用于35kV及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的電壓為100/3V，而用于110kV及以上的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的為100V。</p><p>　?。?）容量和準(zhǔn)確級(jí)選擇</p><

80、p>　　電壓互感器的額定二次容量（對(duì)應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確級(jí)），應(yīng)不小于電壓互感器的二次負(fù)荷，即SN2=S2，而二次負(fù)荷</p><p>　　== （4.2）</p><p>　　式中，、、、分別為各儀表的視在功率、用功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)。</p><p>　　電壓互感器的具體選擇和校驗(yàn)過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)。</p><p>　　5

81、.5 電壓互感器的選擇</p><p>　　電壓互感器是二次回路中測(cè)量和保護(hù)用的電壓源，通過(guò)它反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，它的作用是將一次高壓變?yōu)槎蝹?cè)的低電壓便于測(cè)量。</p><p>　　依據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)電壓互感器配置的規(guī)定：</p><p>　　(1)電壓互感器的配置與數(shù)量和配置、主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)周期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方

82、式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，周期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。</p><p>　　(2) 6～220kV電壓等級(jí)的一組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路上是否需要裝設(shè)壓互，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)壓互的情況和需要確定。</p><p>　?。?）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)壓互。</p><p>　　又根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)定》：電壓互感器應(yīng)

83、按下列技術(shù)條件選擇和校驗(yàn)：一次回路電壓、二次電壓、二次負(fù)荷。</p><p>　　電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇:</p><p><b>　?。?）準(zhǔn)確度等級(jí)。</b></p><p>　?。?）繼電保護(hù)及測(cè)量的要求。</p><p>　?。?）3～20kV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)

84、的電磁式電壓互感器。</p><p>　?。?）110kV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，宜采用電容式電壓互感器。</p><p>　　5.6 避雷器的選擇</p><p>　　避雷器是專門用以限制過(guò)電壓的一種電氣設(shè)備，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)工作電壓超過(guò)一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過(guò)電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。

85、 </p><p>　?。?）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線裝設(shè)避雷器時(shí)除外。</p><p>　?。?）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。</p>

86、<p>　　（3）220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。</p><p>　　（4）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。</p><p>　　下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：</p><p>　?。?）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)。</p>

87、;<p>　?。?）接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。</p><p>　?。?）發(fā)電廠變電所35kV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。</p><p>　?。?）SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。</p><p>　?。?）110～220kV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。</p><

88、p><b>　　6 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。它是按主接線的要求，由開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)和測(cè)量電器、母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來(lái)接受和分配電能的裝置。 </p><p>　　6.1配電裝置的基本要求</p><p>　　(1)保證運(yùn)行安全可靠；</p><p>　

89、　(2)便于操作、巡視和檢修；</p><p>　　(3)保證工作人員的安全；</p><p>　　(4)力求提高經(jīng)濟(jì)性；</p><p>　　(5)具有擴(kuò)建的可能性。</p><p>　　6.2 配電裝置的種類及應(yīng)用</p><p>　　(1)普通中型配電裝置，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能力好，造價(jià)比較低，缺點(diǎn)

90、是占地面積較大。</p><p>　　(2)半高型配電裝置，占地面積為普通中型的47%而總投資為普通中型的98.2%，同時(shí)，該型布置在運(yùn)行檢修方面除設(shè)備上方有帶電母線外，其余布置情形與中型布置相似。</p><p>　　(3)高型配電裝置，一般適用于220kV及以上電壓等級(jí)。</p><p>　　綜上所述本變電站配電裝置設(shè)計(jì)如下：</p><p&

91、gt;　　本變電站有二個(gè)電壓等級(jí)，110kV側(cè)單母分段帶旁路母線接線，采用屋外中型單列布置,架空進(jìn)出線；10kV側(cè)單母線分段母線接線，采用屋內(nèi)成套高壓開(kāi)關(guān)柜布置，電纜出線。</p><p><b>　　7 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在自然界的雷擊中，會(huì)使設(shè)備產(chǎn)生過(guò)電壓、損壞絕緣等，給電力用戶帶來(lái)嚴(yán)重危害。因此，必須對(duì)變電站采取防雷措施[。</p&

92、gt;<p>　　7.1 防雷保護(hù)的特點(diǎn)</p><p>　　(1)變電站屬于“集中型”設(shè)計(jì)，直接雷擊防護(hù)以避雷針為主；</p><p>　　(2)變電站設(shè)備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的過(guò)電壓波會(huì)運(yùn)動(dòng)至變電站，對(duì)電氣設(shè)備過(guò)程威脅。因此變電站要對(duì)侵入波過(guò)電壓進(jìn)行防護(hù)，主要手段是避雷器；</p><p>　　(3)變電站內(nèi)都安裝有貴重的電氣設(shè)備，如變壓器

93、等，這些電氣設(shè)備一旦受損，一方面會(huì)對(duì)人民的生活和生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失，造成嚴(yán)重后果；另一方面，這些設(shè)備的修復(fù)困難，需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間和大量金錢，給電力系統(tǒng)本身帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失。所以變電站要采取周密的過(guò)電壓防護(hù)措施；</p><p>　　(4)為了充分發(fā)揮防雷設(shè)備的保護(hù)作用，變電站應(yīng)有良好的接地系統(tǒng)。</p><p>　　7.2 變電站直擊雷防護(hù)</p><p>　　戶外配

94、電裝置一般都采用避雷針做為直擊雷保護(hù)，本變電站直擊雷防護(hù)采用避雷針，變電站圍墻四角各布置1支避雷針，共布置4支避雷針，每支避雷針高30m。本站東西向長(zhǎng)92m，南北向?qū)?5m，占地面積6900m2，110kV配電裝置構(gòu)架高12.5m，35kV終端桿高13.5m。屋內(nèi)配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。</p><p><b>　　7.3 進(jìn)線保護(hù)</b></p><p&

95、gt;　　所謂進(jìn)線段保護(hù)是指臨近變電站1～2km一段線路上的加強(qiáng)型防雷保護(hù)措施。當(dāng)線路無(wú)避雷線時(shí)，這段線路必須架設(shè)避雷線；當(dāng)沿線路全長(zhǎng)架設(shè)避雷線時(shí)，則這段線路應(yīng)有更高的耐雷水平，以減少進(jìn)線段內(nèi)繞擊和反擊的概率。</p><p><b>　　第二部分 計(jì)算書(shū)</b></p><p>　　8 變壓器容量計(jì)算及選擇</p><p><b>

96、;　　8.1本站負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)初步設(shè)計(jì)原始資料計(jì)算</p><p><b>　　（8.1）</b></p><p>　　式中 ——某電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　Kt——同時(shí)系數(shù)10kV取0.85</p><p>　　а%——該電壓等級(jí)電網(wǎng)的

97、線損率，一般取5%</p><p>　　P、cos——各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù)</p><p>　　考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃此變電站10kV側(cè)負(fù)荷為</p><p>　　考慮到備用情況，因此本變電站的最終綜合用電負(fù)荷為：</p><p>　　Sm=SC+2+2=38.77MVA</p><p>　　8.2主變壓器容量和

98、型號(hào)的選擇</p><p>　　主變?nèi)萘恳话惆醋冸娬窘ǔ山谪?fù)荷5～10年規(guī)劃選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～15年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。所以每臺(tái)變壓器的額定容量按選擇，即=0.7×38.77=27.14kVA。　</p><p>　　綜上所述根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，本次設(shè)計(jì)變電站主變確

99、定為雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：</p><p>　　表8.1 主變壓器的相關(guān)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　9 短路電流的計(jì)算</b></p><p><b>　　9.1 原始資料</b></p><p>　　系統(tǒng)供電到110kv母線上，10kV側(cè)無(wú)電源，系統(tǒng)阻抗歸算到110

100、kV側(cè)母線上UB=Uav, SB=100MVA.</p><p>　　取基準(zhǔn)容量為：SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓為UB=Uav，又依公式： ；，計(jì)算基準(zhǔn)值如出下表所示9.1：</p><p>　　表9.1 變電站網(wǎng)絡(luò)等值電路參數(shù)基準(zhǔn)值取值 </p><p><b>　　9.2 短路計(jì)算</b></p><p&g

101、t;　　9.2.1 短路計(jì)算過(guò)程</p><p>　　說(shuō)明：在變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備時(shí)，需要用到短路電流。其中一定要注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　（1）接線方式：計(jì)算短路電流時(shí)式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，即最大運(yùn)行方式。</p><p>　　（2）短路種類：一般按三相短路計(jì)算，在三繞組變壓器回路

102、中單相或兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況進(jìn)行校驗(yàn)。</p><p>　　（3）短路計(jì)算點(diǎn)的選擇：短路計(jì)算點(diǎn)是指在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。在該系統(tǒng)中分別選擇了110kV高壓側(cè)母線d1、d2、d4、, 10kV低壓側(cè)母線d3，系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖9.1。</p><p>　　圖9.1 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　將三

103、角形化為Y形可得其系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：</p><p>　　圖9.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線簡(jiǎn)圖</p><p>　　9.2.2 各短路點(diǎn)電流短路電流計(jì)算</p><p>　　d1點(diǎn)短路時(shí)，Up=115kV,等值網(wǎng)絡(luò)如圖9.3。</p><p>　　圖9.3 d1點(diǎn)短路等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　等值網(wǎng)絡(luò)電抗的標(biāo)幺值：&

104、lt;/p><p>　　次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值：</p><p><b>　　====20.83</b></p><p>　　次暫態(tài)0s和4s時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為：</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　沖擊電流為：<

105、;/b></p><p>　　kim——沖擊系數(shù)，取1.9。 </p><p>　　短路全電流最大有效值為：</p><p><b>　　=1.51 </b></p><p><b>　　短路容量為：</b></p><p><b>　　S=</b&g

106、t;</p><p>　　（2）d2點(diǎn)短路時(shí)，UP=10.5kV，等值網(wǎng)絡(luò)如圖9.4。</p><p>　　圖9.4 d2點(diǎn)短路等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　等值網(wǎng)絡(luò)電抗的標(biāo)幺值：</p><p>　　次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：</p><p><b>　　====1.67</b></

107、p><p>　　次暫態(tài)0s和4s時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為：</p><p>　　== =9.18kA</p><p><b>　　沖擊電流為：</b></p><p>　　短路全電流最大有效值為：</p><p><b>　　=</b></p><

108、;p><b>　　短路容量為：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　?。?）d3點(diǎn)短路時(shí)，UP=110kV，等值網(wǎng)絡(luò)如圖9.5。</p><p>　　圖9.5 d3點(diǎn)短路等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　等值網(wǎng)絡(luò)電抗的標(biāo)幺值：</p><p>

109、;　　次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值：</p><p><b>　　=== </b></p><p>　　次暫態(tài)0s和4s時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為：</p><p><b>　　== </b></p><p><b>　　沖擊電流為：</b></p><

110、p>　　短路全電流最大有效值為：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　短路容量為：</b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　（4）d4點(diǎn)短路時(shí)，UP=115kV，等值網(wǎng)絡(luò)如圖9.6。</p>&l

111、t;p>　　圖9.6 點(diǎn)短路等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　等值網(wǎng)絡(luò)電抗的標(biāo)幺值：</p><p>　　次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值：</p><p><b>　　=== </b></p><p>　　次暫態(tài)0s和4s時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為：</p><p><b>　　=

112、= </b></p><p><b>　　沖擊電流為：</b></p><p>　　短路全電流最大有效值為：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　短路容量為：</b></p><p><b>　　=&

113、lt;/b></p><p>　　9.2.3 短路電流計(jì)算結(jié)果表</p><p>　　表9.2 短路電流計(jì)算結(jié)果</p><p>　　10 高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　10.1 最大持續(xù)工作電流計(jì)算</p><p>　　10.1.1 110kV側(cè)電網(wǎng)額定電壓 </p><

114、p>　　進(jìn)線最大持續(xù)工作電流</p><p>　　實(shí)際工程設(shè)計(jì)中需要考慮規(guī)劃遠(yuǎn)景母線穿越功率的因素，而根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)工</p><p>　　程典型設(shè)計(jì)》110kV穿越功率一般設(shè)定為2倍變壓器容量，則</p><p>　　比較上述結(jié)果，考慮到在電器設(shè)備選擇中，同一電壓等級(jí)同類電器的型號(hào)不宜過(guò)多，可以選取其中最大值作為該側(cè)各回路的最大持續(xù)工作電流值，即：

115、 I(110)=347.21A。</p><p>　　10.1.2 10kV側(cè)</p><p>　　電網(wǎng)額定電壓 </p><p>　　由于10kV側(cè)加上了電抗器，工作電流按電抗器額定電流確定，則進(jìn)線最大持續(xù)工作電流為 </p><p>　　出線最大持續(xù)工作電流應(yīng)按本側(cè)最大負(fù)荷

116、進(jìn)行考慮和選擇</p><p>　　即：I(10)=3000A。</p><p>　　10.2 斷路器的選擇及校驗(yàn)</p><p>　　10.2.1 110kV側(cè)斷路器</p><p>　?。?）額定電壓的選擇</p><p>　　UN——電氣設(shè)備額定電壓，UNS——電網(wǎng)額定工作電壓，電氣設(shè)備最高工作電壓Umax≥Ug

117、=1.15UN（Ug為電網(wǎng)最高額定工作電壓）。</p><p>　?。?）額定電流的選擇</p><p>　　IN——電氣設(shè)備額定電流，Imax——電器所在回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，則</p><p><b>　　（3）開(kāi)斷電流選擇</b></p><p>　　根據(jù)UN、Imax、INbr以及安裝條件，

118、查設(shè)備手冊(cè)，可選LW6-110/1500SF6斷路器。</p><p>　?。?）根據(jù)熱穩(wěn)定要求 </p><p>　　對(duì)選定斷路器進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)：</p><p>　　取繼電保護(hù)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為最不利時(shí)間tpr =3.9s[9]，tin =0.03s，ta=0.04s，</p><p>　　計(jì)算時(shí)間為tk=tpr+tin+ta=3.9+

119、0.03+0.04=3.97s＞1s所以可忽略非周期分量熱效應(yīng)，只需取周期分量熱效應(yīng)，即QK = QP。</p><p><b>　　(5)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與所選斷路器列表比較見(jiàn)表10.1</p><p>　　表10.1 校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與所選斷路器參數(shù)比較表</p><p>　　由以上