機電一體化畢業(yè)論文---110kv降壓變電所電氣部分初步設計

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　設計是教學過程中的一個重要環(huán)節(jié)，通過設計可以鞏固各課程理論知識，了解變電所設計的基本方法，了解變電所電能分配等各種實際問題，培養(yǎng)獨立分析和解決實際工程技術問題的能力，同時對電力工業(yè)的有關政策、方針、技術規(guī)程有一定的了解，在計算繪圖、編號、設計說明書等方面得到訓練，為今后從事供電技術工作奠定基礎。</p>

2、<p>　　第一章：畢業(yè)設計任務</p><p>　　設計題目：110kV降壓變電所電氣部分初步設計</p><p><b>　　二、設計的原始資料</b></p><p>　　1、本變電所是按系統(tǒng)規(guī)劃，為滿足地方負荷的需要而建設的終端變電所。</p><p>　　2、該變電所的電壓等級為110/35/10

3、kV，進出線回路數(shù)為：</p><p><b>　　110kV：2 回</b></p><p>　　35kV：4 回（其中 1 回備用）</p><p>　　10kV：12 回（其中 三回備用）</p><p>　　3、待設計變電所距離110kV系統(tǒng)變電所（可視為無限大容量系統(tǒng)）63.27km。</p>&

4、lt;p>　　4、本地區(qū)有一總裝機容量 12MW的35kV出線的火電廠一座，距待設計變電所 12km。</p><p>　　5、待設計變電站地理位置示意如下圖：</p><p>　　6、氣象條件：年最低溫度：－5℃，年最高溫度：＋40℃，年最高日平均溫度：＋32℃，地震裂度 6 度以下。</p><p><b>　　7、負荷資料</b>&

5、lt;/p><p>　?。?）正常運行時由110kV系統(tǒng)變電所M向待設計變電所N供電。</p><p>　　（2）35kV側(cè)負荷：</p><p>　　35kV側(cè)近期負荷如下表：</p><p>　?。╞）在近期工程完成后，隨生產(chǎn)發(fā)展，預計遠期新增負荷 6MW。</p><p>　?。?）10kV側(cè)負荷</p>

6、<p>　?。╝）近期負荷如下表：</p><p>　　（b）遠期預計尚有 5MW的新增負荷</p><p>　　注：（1）35kV及10kV負荷功率因數(shù)均取為cosΦ=0.85</p><p>　?。?）負荷同時率： 35kV： kt=0.9</p><p>　　10kV： kt=0.85</p>

7、<p>　?。?）年最大負荷利用小時均取為TmaX=3500小時／年</p><p>　　（4）網(wǎng)損率取為A%=5%~8%</p><p>　?。?）所用電計算負荷 50kW，cosΦ=0.87</p><p><b>　　三、設計任務</b></p><p>　　1、進行負荷分析及變電所主變壓器容量、臺數(shù)和

8、型號的選擇。</p><p>　　2、進行電氣主接線的技術經(jīng)濟比較，確定主接線的最佳方案。</p><p>　　3、計算短路電流，列出短路電流計算結果。</p><p>　　4、主要電氣設備的選擇。</p><p>　　5、繪制變電所電氣平面布置圖，并對110kV、35kV戶外配電裝置及10kV戶內(nèi)配電裝置進行配置。</p>&

9、lt;p>　　6、選擇所用變壓器的型號和臺數(shù)，設計所用電接線。</p><p>　　7、變電站防雷布置的說明。</p><p><b>　　四、設計成品</b></p><p>　　1、設計說明書一本。</p><p>　　2、變電所電氣主接線圖一張。</p><p>　　3、變電所電氣總平

10、面布置圖一張。</p><p>　　4、短路電流計算及主要設備選擇結果表一張。</p><p>　　5、110kV出線及主變壓器間隔斷面圖一張。</p><p>　　6、主變、線路繼電保護及測量儀表配置圖及其說明。</p><p>　　7、防雷裝置及接地裝置配置說明。</p><p>　　第二章：負荷分析及計算和主變的

11、選擇</p><p><b>　　負荷計算的目的：</b></p><p>　　計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)，計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。如計算負荷確定過大，將使電器和導線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負荷確定過小又將使電器和導線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計算負荷意義重大。&

12、lt;/p><p><b>　　二、負荷分析：</b></p><p>　?。薄?5kV側(cè)負荷 </p><p>　　近期負荷：P近35 = 5.5+15.5 =21MW</p><p>　　遠期負荷：P遠35 = 6 MW</p><p>　?。?1+6=27MW</p><p&

13、gt;　　P35＝ kˊ(1+k")＝27×0.9×(1+0.08)＝26.24(MW)</p><p>　　Q35＝P·tgφ＝P·tg(cos－10.85) ＝16.26(MVar)</p><p>　　視在功率：（供電容量）</p><p>　　Sg35＝＝＝30.89(MVA)</p><

14、p>　　IN35＝＝＝0.509(kA) ＝509(A)</p><p>　?。?、10kV側(cè)負荷 </p><p>　　近期負荷：P近10 = 1.3+0.5+2.5+0.9+2.0+1.0+1.0+1.2+0.56 </p><p><b>　　= 10.9MW</b></p><p>　　遠期負荷：P遠10 =

15、 5 MW</p><p>　?。?0.9+5=15.9MW</p><p>　　P10＝ kˊ(1+k")＝15.9×0.85×(1+0.08)＝14.596(MW)</p><p>　　Q10＝P·tgφ＝P·tg(cos－10.85) ＝9.05(MVar)</p><p>　　視在功率

16、：（供電容量）</p><p>　　Sg10＝＝＝17.17(MVA)</p><p>　　IN10＝＝＝0.991(kA) ＝991(A)</p><p><b>　　3、所用電供電容量</b></p><p>　　Sg所＝＝＝0.057(MVA)</p><p>　　4、等設計變電所供電總?cè)萘?/p>

17、</p><p>　　S∑= Sg35+ Sg10+ Sg所= 30.89+17.17+0.057＝48.12(MVA)</p><p>　　P∑= P35+ P10+ P所=26.24+14.596+0.05＝39.15(MW)</p><p><b>　　三、主變壓器的確定</b></p><p><b>

18、　　1、繞組數(shù)量的確定</b></p><p>　　確定原則：在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的 15 %以上或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需設無功補償設備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。</p><p><b>　　在本變電所中:</b></p><p>　　Sg35／S∑=30.89／48

19、.12=0.64 ＞ 15%</p><p>　　Sg10／S∑=17.17／48.12=0.36 ＞ 15%</p><p>　　因此，主變壓器選為三繞組變壓器。</p><p>　　2、主變壓器臺數(shù)的確定</p><p><b>　　確定原則：</b></p><p>　?。?）對于大城市郊區(qū)

20、的一次變電所在中低壓側(cè)已構成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設兩臺變壓器為宜。</p><p>　?。?）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設計時應考慮裝設三臺變壓器。</p><p>　?。?）對于規(guī)劃只裝設兩臺變壓器的變電所，其變壓器基礎宜按大于變壓器容量的 1—2 級設計，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。</p><p><b>　　選擇：&l

21、t;/b></p><p>　　由前設計任務書可知、正常運行時，變電所負荷由110kV系統(tǒng)供電，考慮到重要負荷達到9.9MW。而附近35kV火電廠裝機容量只有12MW，為提高負荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會用戶需要的供電可靠性的要求更高，應采用兩臺容量相同的變壓器并聯(lián)運行。</p><p>　　3、變壓器容量和型號確定</p><p><b>　　確

22、定原則：</b></p><p>　　（1）主變壓器容量一般按變電所建成后 5~10 年規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期 10~20 年的負荷發(fā)展，對于城市郊區(qū)變電所，主變壓器應與城市規(guī)劃相結合。</p><p>　?。?）根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結構來確定主變壓器的容量，對于有重要負荷的變電所應考慮，當一臺變壓器停止運行時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)應保

23、證用戶的一級和二級負荷，對一般性變電所，當一臺主變停止運行時，其余變壓器應能保證全部負荷的 60%~70%。</p><p>　?。?）同一個等級的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行系統(tǒng)化、標準化、簡單化、方便靈活化。</p><p><b>　　確定：</b></p><p>　?。?）變電所的一臺變壓器停止運行時，另一臺變

24、壓器能保證全部負荷的 60%，即</p><p>　　=S∑60% =28.87(MVA)</p><p>　　（2）應保證用戶的一級和二級負荷（單臺運行時）I、II 類負荷的總和為：</p><p>　　5.5+0.5+0.9+2.0+1.0=9.9MW 還加上負荷的同時率9.9+0.8=11.64MW</p><p>　　綜合（1

25、）（2）并考慮到兩臺容量之和必須大于S∑、再分析經(jīng)濟問題，查表得所選擇變壓器容量SB= 31.5MVA</p><p>　　查110kV三相三繞組電力變壓器技術時數(shù)據(jù)表，選擇變壓器的型號為SFSQ7—31500/110，其參數(shù)如下表：</p><p>　　4、繞組連接方式的確定</p><p><b>　　原則：</b></p>

26、<p>　　我國110kV及以上電壓、變壓器都采用Y。連接，35kV采用Y連接，其中性點經(jīng)消弧線圈接地、35kV以下電壓變壓器繞組都采用△連接。</p><p>　　根據(jù)選擇原則可確定所選擇變壓器繞組接線方式為Y。／Y／△接線。</p><p>　　第三章：變電所主接線的選擇</p><p>　　對電氣主接線的基本要求</p><p&g

27、t;　　（1）供電可靠性：如何保證可靠地（不斷地）向用戶供給符合質(zhì)量的電能是發(fā)電廠和變電站的首要任務，這是第一個基本要求。</p><p>　?。?）靈活性：其含義是電氣主接線能適應各種運行方式（包括正常、事故和檢修運行方式）并能方便地通過操作實現(xiàn)運行方式的變換而且在基本一回路檢修時，不影響其他回路繼續(xù)運行，靈活性還應包括將來擴建的可能性。</p><p>　　（3）操作方便、安全：主接線

28、還應簡明清晰、運行維護方便、使設備切換所需的操作步驟少，盡量避免用隔離開關操作電源。</p><p>　　（4）經(jīng)濟性：即在滿足可靠性、靈活性、操作方便安全這三個基本要求的前提下，應力求投資節(jié)省、占地面積小、電能損失少、運行維護費用低、電器數(shù)量少、選用輕型電器是節(jié)約投資的重要措施。</p><p>　　根據(jù)以上的基本要求對主接線進行選擇。</p><p>　　二、1

29、10kV側(cè)接線的選擇</p><p>　　方案（一）: 采用單母線接線</p><p>　　考慮到110kV側(cè)只有兩條進線和有兩條出線，因而可以選用單母線接線。</p><p>　　其優(yōu)點：簡單清晰、設備少、投資少、運行操作方便、且有利于擴建。</p><p>　　缺點是：（1）當母線或母線隔離開關檢修或發(fā)生故障時，各回路必須在檢修和短路時事

30、故來消除之前的全部時間內(nèi)停止工作，造成經(jīng)濟損失很大。</p><p>　　（2）引出線電路中斷路器檢修時，該回路停止供電。</p><p>　　方案（二）: 橋形接線</p><p>　　110kV側(cè)以雙回路與系統(tǒng)相連，而變電站最常操作的是切換變壓器，而與系統(tǒng)聯(lián)接的線路不易發(fā)生故障或頻繁切換，因此可采用外橋式線，這也有利于以后變電站的擴建。</p>&

31、lt;p>　　優(yōu)點是：高壓電器少，布置簡單，造價低，經(jīng)適當布置可較容易地過渡成單母線分段或雙母線分接線。</p><p>　　缺點是：可靠性不是太高，切換操作比較麻煩。</p><p>　　方案（三）：雙母線接線</p><p>　　優(yōu)點：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復供電，檢修任

32、一組的母線隔離開關時只停該回路。</p><p>　?。?）擴建方便，可向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷的平均分配，不會引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣導致交叉跨越。</p><p>　?。?）便于試驗，當個別回路需要時單獨進行試驗時可將該架路分開，單獨接至一組母線上。</p><p>　　缺點：（１）增加一

33、組母線和每回路需增加一組母線隔離開關，投次大。</p><p>　?。?）當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關誤操作需在隔離開關和斷路之間裝設連鎖裝置。</p><p>　　對于110kV側(cè)來說，因為它要供給較多的一類、二類負荷、因此其要求有較高的可靠性。</p><p>　　對比以上三種方案，單母線接線供電可靠性、靈活性最差，不

34、符合變電所的高可靠性的要求；橋形接線比單母線接線供電可靠性高，且有利于以后擴建，雖然可靠性比雙母線接線稍低，但雙母線接線復雜，使用設備多、投資較大；110kv母線放置較高，且相與直之間距離大，因而各種小動作不能造成故障，同時母線放在防雷區(qū)內(nèi)，不會遭受雷擊，因此橋形接線比較可靠，也能夠滿足要求。因此，對于110kV側(cè)選用外橋式接線。</p><p>　　二、35kV側(cè)接線選擇</p><p>

35、;　　方案（一）：單母線接線</p><p>　　優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、投資少、運行操作方便、且有利于擴建。</p><p>　　缺點：可靠性、靈活性差、母線故障時，各出線必須全部停電。</p><p>　　方案（二）：單母線分段</p><p>　　優(yōu)點：（1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影

36、響范圍。</p><p>　?。ǎ玻﹄p回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供電。</p><p>　　缺點：當一段母線故障或檢修時，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。</p><p>　　方案（三）：分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段</p><p>　　

37、優(yōu)點：有較大的可靠性和靈活性，且檢修斷路器時合出線不中斷供電。</p><p>　　缺點：投資增大、經(jīng)濟性能差。</p><p><b>　　對比以上三種方案：</b></p><p>　　單母線接線可靠性低，當母線故障時，各出線須全部停電，不能滿足I、II 類負荷供電性的要求，故不采納；將 I、II 類負荷的雙回電源線不同的分段母線上，當其中

38、一段母線故障時，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性；雖然分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段也能滿足要求，但其投資大、經(jīng)濟性能差，故采用方案（二）單母線分段接線。</p><p>　　四、10kV側(cè)主接線選擇</p><p>　　方案（一）：單母線分段</p><p>　　優(yōu)點：（1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供

39、電。</p><p>　?。?）當一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。</p><p>　　缺點：（1）當一段母線或母線隔離開關檢修時該母線各出線須停電。</p><p>　　（2）當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　?。?）擴建時需向兩個方向均衡擴建。<

40、/p><p>　　方案（二）：單母線分段帶旁路</p><p>　　優(yōu)點：具有單母線分段的全部優(yōu)點，并在檢修斷路器時不至于中斷對用戶供電。</p><p>　　缺點：與單母線分斷的缺點相比少了缺點。</p><p>　　方案（三）：雙母線接線</p><p>　　優(yōu)點：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪

41、流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復供電，檢修任一組的母線隔離開關時只停該回路。</p><p>　?。?）調(diào)度靈活，各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。</p><p>　?。?）擴建方便可向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷的平均分配，不會引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段

42、，不會如單母線分段那樣導致交叉跨越。</p><p>　　（4）便于試驗，當個別回路需要時單獨進行試驗時可將該架路分開，單獨接至一組母線上。</p><p>　　缺點：（1）增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關。</p><p>　?。?） 當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關誤操作需在隔離開關和斷路之間裝設連鎖裝置。<

43、;/p><p>　　對比以上三種方案，以上三種方案均能滿足主接線要求，但采用雙母線接線要多用十二個隔離開關，采用單母線帶旁路要多用 2 個斷路器，它們的經(jīng)濟性能較差，單母線分段接線既能滿足負荷供電要求又有節(jié)省大量資金，是一種較理想的接線方式。</p><p>　　綜合以上三種主接線所選的接線方式，畫出主接線圖，如電氣主接線圖所示。</p><p>　　第三章：短路電流的

44、計算</p><p>　　一、計算各回路電抗（取基準功率Sd = 100MVA Ud=Uav）</p><p>　　根據(jù)前所選擇變壓器各參數(shù)得</p><p>　　X1＝X2＝ｘ＝0.4×63.37×＝0.192</p><p>　　X3＝X6＝1/200×(UK12%＋UK31%－UK23%)</

45、p><p>　　＝1/200×(17.5＋10.5－6.5) ×</p><p><b>　?。?.341</b></p><p>　　X4＝X7＝1/200×(UK12%＋UK23%－UK31%)</p><p>　?。?/200×(17.5＋6.5－10.5) ×<

46、/p><p><b>　　＝0.214</b></p><p>　　X5＝X8＝1/200×(UK23%＋UK31%－UK12%)</p><p>　?。?/200×(6.5＋10.5－17.5) ×</p><p>　?。剑?.0079≈0</p><p>　　X9＝ｘ

47、＝0.4×12×＝0.355</p><p>　　查火電廠設備有關資料《電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料》可得</p><p>　　變壓器：SN＝16MVA；UK%＝8</p><p>　　汽輪機（QF2－12－2）：SN＝12MW；cosφ＝0.8；ｘ＝0.1133</p><p>　　X10＝＝×＝0.50

48、</p><p>　　X11＝ｘ＝0.1133×＝0.76</p><p>　　因為兩臺變壓器型號完全相同，其中性點電位相等，故等值電路圖可化簡為如圖所示：</p><p>　　X12＝X1／2＝0.19／2＝0.096</p><p>　　X13＝X3／2＝0.341／2＝0.171</p><p>　　X

49、14＝X4／2＝0.214／2＝0.107</p><p>　　X15＝X9＋X10＋X11＝0.355＋0.5＋0.76＝1.615</p><p>　　二、計算各點短路點的最大短路電流</p><p><b>　　1、K１點短路時</b></p><p>　　(1)、對于110kV 系統(tǒng)電源（無窮大容量）</p

50、><p>　　XΣ*＝X12＝0.096</p><p>　　I” *＝I S∞*＝1／XΣ*＝1／0.096＝10.417</p><p>　　短路次暫態(tài)電流：I”S＝IS∞＝I”S *Id＝10.417×＝5.23（kA）</p><p>　　短路沖擊電流： ish.S＝2.55 I”S＝2.55×5.23＝13.34（

51、kA）</p><p>　　(2)、對于火電廠側(cè)電源</p><p>　　XΣ*＝X13＋X14＋X15＝0.171＋0.107＋1.615＝1.893</p><p>　　Xca*＝XΣ*＝1.893×＝0.284</p><p>　　查短路電流運算曲線[(一) t=0]，得 I”*＝3.8</p><p&

52、gt;　　I”G＝I”*＝3.8×＝0.286（kA）</p><p>　　短路沖擊電流：ish.G＝2.55 I”G＝2.55×0.286＝0.729（kA）</p><p>　　(3)、由此可得K1點</p><p>　　總次暫態(tài)電流：I”Σ＝I”S＋I”G＝5.23＋0.286＝5.516（kA）</p><p>　

53、　總沖擊電流： ishΣ＝ish.S＋ish.G＝13.34＋0.729＝14.069（kA）</p><p><b>　　2、K2點短路時</b></p><p>　　(1)、對于110kV 系統(tǒng)電源（無窮大容量）</p><p>　　XΣ*＝X12 ＋X13＋X14＝0.096＋0.171＋0.107＝0.374</p>&

54、lt;p>　　I” *＝I S∞*＝1／XΣ*＝1／0.374＝2.674</p><p>　　短路次暫態(tài)電流：I”S＝IS∞＝I”S *Id＝2.674×＝4.173（kA）</p><p>　　短路沖擊電流： ish.S＝2.55 I”S＝2.55×4.173＝10.641（kA）</p><p>　　(2)、對于火電廠側(cè)電源<

55、/p><p>　　XΣ*＝X15＝1.615</p><p>　　Xca*＝XΣ*＝1.615×＝0.242</p><p>　　查短路電流運算曲線[(一) t=0]，得 I”*＝4.6</p><p>　　I”G＝I”*＝4.6×＝1.076（kA）</p><p>　　短路沖擊電流：ish.G＝

56、2.55 I”G＝2.55×1.076＝2.744（kA）</p><p>　　(3)、由此可得K2點</p><p>　　總次暫態(tài)電流：I”Σ＝I”S＋I”G＝4.173＋1.077＝5.25（kA）</p><p>　　總沖擊電流： ishΣ＝ish.S＋ish.G＝10.641＋2.746＝13.387（kA）</p><p&g

57、t;<b>　　3、K3點短路時</b></p><p>　　(1)、對于110kV 系統(tǒng)電源（無窮大容量）</p><p>　　XΣ*＝X12＋X13＝0.096＋0.171＝0.267</p><p>　　I” *＝I S∞*＝1／XΣ*＝1／0.267＝3.745</p><p>　　短路次暫態(tài)電流：I”S＝IS∞

58、＝I”S *Id＝3.745×＝20.59（kA）</p><p>　　短路沖擊電流： ish.S＝2.55 I”S＝2.55×20.59＝52.505（kA）</p><p>　　(2)、對于火電廠側(cè)電源</p><p>　　XΣ*＝X14＋X15＝0.107＋1.615＝1.722</p><p>　　Xca*＝XΣ

59、*＝1.722×＝0.258</p><p>　　查短路電流運算曲線[(一) t=0]，得 I”*＝4.2</p><p>　　I”G＝I”*＝4.2×＝3.464（kA）</p><p>　　短路沖擊電流：ish.G＝2.55 I”G＝2.55×3.464＝8.833（kA）</p><p>　　(3)、由

60、此可得K3點</p><p>　　總次暫態(tài)電流：I”Σ＝I”S＋I”G＝20.59＋52.505＝73.096（kA）</p><p>　　總沖擊電流： ishΣ＝ish.S＋ish.G＝3.464＋8.833＝12.297（kA）</p><p>　　第四章：配電裝置及電氣設備的配置與選擇</p><p><b>　　高壓配電裝

61、置的配置</b></p><p>　?。ㄒ唬⒏邏号潆娧b置的設計原則與要求</p><p><b>　　1、總的原則</b></p><p>　　高壓配電裝置的設計必須認真貫徹國家技術經(jīng)濟政策，遵循上級頒布的有關規(guī)程、規(guī)范及技術規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件，自然環(huán)境特點和運行檢修，施工方面的要求，合理制定布置方案和使用設備，積極慎重地選

62、用親布置新設備、新材料、新結構，使配電裝置設計不斷創(chuàng)新做到技術先進，經(jīng)濟合理運行可靠、維護方便。</p><p>　　火力發(fā)電廠及變電所的配置型式選擇，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)約用地并結合運行檢修和安裝要求通過技術經(jīng)濟比較予以確定，在確定配電裝置形式時，必需滿足下列 4 點要求。</p><p><b>　　A、節(jié)約用地</b></p&g

63、t;<p>　　B、運行安全和操作巡視方便。</p><p>　　C、便于檢修和安裝。</p><p>　　D、節(jié)約材料、降低造價。</p><p><b>　　2、設計要求</b></p><p>　　A、滿足安全凈距要求。</p><p>　　B、施工、運行和檢修要求。</

64、p><p>　　C、噪聲的允許標準及限制措施。</p><p>　　D、靜電感應的場強水平和限制措施。</p><p>　　E、電暈條件無線電干擾的特性和控制。</p><p>　?。ǘ?、高壓配電裝置的配置。</p><p>　　1、35 kV、110 kV配電裝置采用屋外普通中型配電裝置，其優(yōu)點是：布置比較清晰，不易誤

65、操作；運行可靠，施工和維修都比較方便；構架高度較低，所用鋼材較少，造價低；經(jīng)過多年實踐已積累了豐富的經(jīng)驗。</p><p>　　2、10 kV配電裝置，采用單層屋內(nèi)成套配電裝置，即用制造廠成套供應的高壓開關柜，高壓開關柜為單列獨立式布置、電氣主接線為單母線分段接線，共有 12 組出線。</p><p>　　二、高壓斷路器的選擇</p><p>　　(一)、高壓斷路器

66、的配置與選擇</p><p>　　1、高壓斷路器的配置</p><p>　?。?）、110kV側(cè)由于采用外橋式接線，故選用三臺斷路器。</p><p>　?。?）、35 kV、110 kV側(cè)的變壓器至每一條母線均分別安裝一臺斷路器；母線分段也各安裝一臺斷路器。</p><p>　?。?）、35 kV、110 kV側(cè)每條出線均安裝一臺斷路器。&

67、lt;/p><p>　　2、高壓斷路器按下列條件進行選擇和校驗</p><p>　?。?）、選擇高壓斷路器的類型，按目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，少油斷路器的構造簡單、價格便宜、維護工作量少，6 —220kV一般選用少油斷路器。</p><p>　?。?）、根據(jù)安裝地點選擇戶外式或戶內(nèi)式。</p><p>　?。?）、斷路器的額定電壓不少于裝設電所所

68、在電網(wǎng)的額定電壓。</p><p>　?。?）、斷路器的額定電流不少于通過斷路器的最大持續(xù)電流。</p><p>　?。?）、校核斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流大于或等于斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值來進行選擇，當斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)的短路電流大得多的時，為了簡化計算也可用次暫態(tài)短路電流進行選擇。</p><p>　?。?）

69、、按短路關合電流選擇，應滿足條件是：斷路器額定關合電流不少于短路沖擊電流ish ，一般斷路器的額定關合電流等于動穩(wěn)定電流。</p><p>　?。?）、動穩(wěn)定校驗應滿足的條件是：短路沖擊電流應小于斷路器的動穩(wěn)定電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過電流峰值。</p><p>　?。?）、熱穩(wěn)定校驗應滿足的條件是：短路的熱效應小于斷路器在 tK 時間內(nèi)的允許熱效應。</p><

70、;p>　?。?）、根據(jù)對斷路器操作控制要求、選擇與斷路器配用的操作機構。</p><p>　　按上述原則選擇和校驗斷路器</p><p>　　（二）、110kV側(cè)斷路器的選擇</p><p>　　1、該回路為 110 kV電壓等級，故可選用少油斷路器。</p><p>　　2、斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。</p>

71、<p>　　3、回路額定電壓Ue≥110kV的斷路器，且斷路器的額定電流不得小于通過斷路器的最大持續(xù)電流 ImaX=1.05×＝0.253（kA）</p><p>　　4、為方便運行管理及維護，選取3臺110kV少油斷路器為同一型號產(chǎn)品，初選為SW3-110G少油斷路器，其主要技術參數(shù)如下：</p><p>　　5、對所選的斷路器進行校驗</p><

72、p><b>　?。?）斷流能力校驗</b></p><p>　　因為三相短路電流大于兩相短路電流，所以選三相短路電流進行校驗，斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)短路電流大得多，可用次暫態(tài)短，選擇斷路器短路電流時應考慮在斷路器兩側(cè)發(fā)生短路時通過斷路器的短路電流，選較大者進行校驗。由短路電流計算可知，系統(tǒng)提供的短路電流較大，故選I =5.23kA進行校驗。</p><p>

73、　　所選斷路器的額定開斷電流 I。= 15.8kA＞ I =5.23kA，則斷流能力滿足要求。</p><p>　?。?）短路關合電流的校驗</p><p>　　所選斷路器的額定關合電流，即動穩(wěn)定電流為 41kA，流過斷路器的沖擊電流為13.34kA，則短路關合電流滿足要求，因為其動穩(wěn)定的校驗參數(shù)與關合電流參數(shù)一樣，因而動穩(wěn)定也滿足要求。</p><p><b

74、>　?。?）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　設后備保護動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.07s，選擇熄弧時間 t =0.03S。則短路持續(xù)時間 t =1.9+0.07+0.03 =2s。</p><p>　　因為電源為無限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時間大于1s而忽略不計，則 短路熱效應 Qk = I”2t =5.232×2=5

75、4.71kA2.s</p><p>　　允許熱效應 Ir2t = 15.82× 4 = 998.56kA2.s</p><p>　　Ir2t＞Qk 熱穩(wěn)定滿足要求。</p><p>　　以上各參數(shù)經(jīng)校驗均滿足要求，故選用SW3- 110G 型少油斷路器。</p><p>　?。?）斷路器配用CD5-XG型電磁操作機構。

76、</p><p>　　（三）、 35kV側(cè)斷路器的選擇</p><p>　　1、該回路為 35 kV電壓等級，故可選用少油斷路器</p><p>　　2、斷路器安裝在戶外，故選用戶外式斷路器</p><p>　　3、回路電壓35 kV，因此選用額定電壓Ue≥35kV的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流 Imax=1.05

77、5;＝506.12（A）</p><p>　　4、為方便運行管理及維護，選同一型號產(chǎn)品，初選SW2—35 II /1500型沙油斷路器其參數(shù)如下：</p><p>　　5、對所選的斷路器進行校驗</p><p>　?。?）斷流能力的校核</p><p>　　流過斷路器的短路電流 IK =4.173+1.076=5.249 kA。所選斷路器的額

78、定開斷電流 I =24.8kV ＞ IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。</p><p><b>　?。?）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　所選斷路器的動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值idw=63.4kA,流過斷路器的沖擊電流ish=10.641+2.744=13.385kA＜idw，則動穩(wěn)定滿足要求。</p><p><b>　

79、?。?）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　設后備保護動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.06s，選擇熄弧時間 t =0.03s。則短路持續(xù)時間 t =1.9+0.06+0.03 =1.99s。</p><p>　　以前述的方法算得 Qz=5.2492×1.99=59.204 kA2s</p><p>　　因為短路持續(xù)時間1s

80、，非周期分量忽略不計， 即Qk=Qz=54.83 kA2s</p><p>　　允許熱效應Ir2t=24.82×4=2460.16kA2s＞Qk 所以熱穩(wěn)定滿足要求。</p><p>　　從以上校驗可知斷路器滿足使用要求，故確定選用 SW2—35 II/1500型少油斷路器。</p><p>　　（4）斷路器配用CD3—XG II 型彈簧操作機構。<

81、;/p><p>　　（四）、10 kV側(cè)斷路器的選擇</p><p>　　1、該回路為 10kV 電壓等級，故可選用少油斷路器。</p><p>　　2、該斷路器安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)式斷路器。</p><p>　　3、回路額定電壓為 10kV，因此必須選擇額定電壓 Ue ≥ 10 kV的斷路器，且其額定電流不小于流過斷路器的最大持續(xù)電流 Ima

82、x=1.05×＝991.34（A）</p><p>　　4、初選 SN10-10 III/2000-40 少油斷路器，主要數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　5、對所選的斷路器進行校驗</p><p>　　（1）斷流能力的校驗</p><p>　　流過斷路器的短路電流 IK =20.59+3.464=24.054 kA。所選斷路器的額定

83、開斷電流 I =40kV ＞ IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。</p><p><b>　　（2）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　所選斷路器的動穩(wěn)定電流為125kA， 流過斷路器的沖擊電流ish = 52.505 +8.833 =61.388kA則動穩(wěn)定滿足要求。</p><p><b>　?。?）熱穩(wěn)定校驗</b&g

84、t;</p><p>　　設后備保護動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.0７s，選擇熄弧時間 t =0.03s。則短路持續(xù)時間 t =1.9+0.0７+0.03 =２s。</p><p>　　則Qd = Qz= 24.0542×2 = 1157.19 kA2.s</p><p>　　允許熱效應 Ir2t = 402 ×4 = 160

85、0 kA2.s </p><p>　　由于短路時間大于 1 s ,非周期分量可忽略不計</p><p>　　則Qd =Qz= 1157.19kA2.s ，由于 Ir2t ＞Qr，所以熱穩(wěn)定滿足要求</p><p>　　從以上校驗可知該斷路器滿足要求，所以確定選用 SN10-10III/2000-40 少油斷路器。</p><p>　　4、該斷

86、路器配用 CD10－III型操作機構。</p><p><b>　　三、隔離開關的選擇</b></p><p>　　(一)、隔離開關的配置與選擇</p><p><b>　　隔離開關的配置</b></p><p>　　（1）、接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關。</p>

87、<p>　?。?）、斷路器的兩側(cè)均應配置隔離開關，以便進出線不停電檢修。</p><p>　?。?）、中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地。</p><p>　　根據(jù)以上配置原則來配置隔離開關，變電所隔離開關的配置詳見主接線圖。</p><p>　　2、隔離開關按下列條件進行選擇和校驗</p><p>　?。?）、根據(jù)配

88、電裝置布置的特點，選擇隔離開關的類型。</p><p>　?。?）、根據(jù)安裝地點選用戶外或戶內(nèi)式。</p><p>　?。?）、隔離開關的額定電壓應大于裝設電路的電大持續(xù)工作電流。</p><p>　?。?）、隔離開關的額定電壓應大于裝充電路的最大持續(xù)工作電流。</p><p>　?。?）、動穩(wěn)定校驗應滿足條件為： idw ＞ish</

89、p><p>　?。?）、熱穩(wěn)定校驗應滿足條件為：Ir2t ＞Qk</p><p>　?。?）、根據(jù)對隔離開關控制操作的要求，選擇配用操作機構，隔離開關一般采用手動操作機構戶內(nèi) 8000A以上隔離開關，戶外 220 kV高位布置的隔離開關和 330 kV隔離開關宜用電動操作機構，當有壓縮空氣系統(tǒng)時，也可采用手動操作機構。</p><p>　?。ǘ?、110kV側(cè)隔離開關的

90、選擇</p><p>　　1、根據(jù)配電裝置的要求，選擇隔離開關帶接地刀閘。</p><p>　　2、該隔離開關安裝在戶外，故選擇戶外式。</p><p>　　3、該回路額定電壓為 110kV，因此所選的隔離開關額定電壓 Ue≥ 110kV，且隔離開關的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流ImaX=1.05×＝0.253（kA）</p><

91、;p>　　4、初GW4—110D型單接地高壓隔離開關其主要技術參數(shù)如下：</p><p>　　5、校驗所選的隔離開關</p><p><b>　?。?）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值即idw = 55kA</p><p>　　流過該斷路器的短路沖擊電流ish = 13.34

92、kA.s </p><p>　　即 idw ＞ ish 動穩(wěn)定要求滿足。</p><p><b>　　（2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　斷路器允許熱效應 Ir2t =102×4 =408 kA2.s </p><p>　　短路熱效應 QK = 54.71kA2.s </p><

93、;p>　　Ir2t ＞QK熱穩(wěn)定滿足要求。</p><p>　　經(jīng)以上校驗可知，所選隔離開關滿足要求，故確定選用 GW4— 110D型高壓隔離開關。</p><p>　?。?）該隔離開關配用 Cs14－GF 手動操作機構。</p><p>　　（三）、35kV側(cè)的隔離開關的選擇。</p><p>　　1、根據(jù)配電裝置特點，選擇隔離開關

94、帶接地刀閘。</p><p>　　2、該隔離開關安裝在戶外，幫選用戶外式。</p><p>　　3、該回額定電壓為35kV，幫選擇隔離開關的額定電壓Ue≥35KV,且其額定電流必須大于流過隔離開關的最大持續(xù)電流Imax = 1.05×＝506.12（A）</p><p>　　4、初選GW4—35（D）型高壓隔離開關，其主要技術數(shù)據(jù)如下：</p>

95、<p>　　5、校驗所選擇的隔離開關</p><p><b>　?。?）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值，即idw = 50kA，</p><p>　　短路沖擊電流 ish =13.385kA</p><p>　　idw＞ ish， 動穩(wěn)定滿足要求。</p&g

96、t;<p><b>　　（2）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　隔離開關允許熱效應 I2rt = 202×2 = 800KA2s短路</p><p>　　熱效應 QK = 54.83KA2·s </p><p>　　I2rt＞QK 熱穩(wěn)定滿足要求。</p>

97、<p>　　從以上校驗可知，所選該隔離開關滿足要求，所以確定選用GW4—35D，型高壓隔離天關。</p><p>　?。?）該隔離開關配用 手動操作機構</p><p>　?。ㄋ模?0kV側(cè)隔離開關的選擇</p><p>　　1、根據(jù)配電裝置特點，隔離開關選擇不帶接地刀閘。</p><p>　　2、隔離開關安裝在戶

98、內(nèi)，故選用戶內(nèi)式。</p><p>　　3、該回路的寶寶電壓為10kV所選隔離開關的額定電壓Ue≥10kV，額定電流大于流過隔離開關的最大持續(xù)電流Imax = 1.05×＝991.34（A）</p><p>　　4、初選GN2—10 /2000—85型隔離開關，其主要技術數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　5、校驗所選的隔離開關。</p><

99、;p><b>　　（1）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　所選隔離開關的動穩(wěn)定電流85kA</p><p>　　短路沖擊電流ish = 61.388kA</p><p>　　idw＞ ish , 動穩(wěn)定滿足要求。</p><p><b>　　（2）熱穩(wěn)定校驗</b></p>

100、<p>　　斷路器允許熱效應 I2rt = 73005KA2S</p><p>　　短路熱效應 Qd =1157.19KA2S </p><p>　　I2rt＞Qd熱穩(wěn)定滿足要求.</p><p>　　從以上校驗可知,所選隔離開關滿足要求,故確定選用GN2—10/2000—85型隔離開關。</p><p&g

101、t;　　該隔離開關配用CS6—2J型手動操作機構。</p><p><b>　　四、導線的選擇</b></p><p>　　本設計的110kV、35kV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁絞線LGJ，而10kV采用屋內(nèi)配電裝置，故采用硬母線。</p><p>　?。ㄒ唬?、110KV母線的選擇與校驗：</p><p>　　1、

102、按最大工作電流選擇導線截面S</p><p>　　Imax=1.05×＝0.253（kA）</p><p>　　年最高平均溫度為+32℃，而導線長期允許溫度為+80℃，查表得溫度修正系數(shù)K0＝0.89</p><p>　　IYj= Imax/K0=253/0.89=284A </p><p>　　選擇110KV母線型號為：LGJ—

103、95，查表得IY=365A。</p><p>　　Imax=253A＜KθIY=0.89×365=325A　　滿足要求</p><p><b>　　2、熱穩(wěn)定校驗： </b></p><p>　　S=95 mm2＞Smin===85mm2</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求。</b>

104、;</p><p>　　（二）、35KV母線的選擇與校驗：</p><p>　　1、按最大工作電流選擇導線截面S</p><p>　　Imax=1.05×＝506.12（A）</p><p>　　IYj= Imax/k0=506.12/0.89=569A </p><p>　　選擇35KV母線型號為：LGJ

105、—300，查表得IY=700A。</p><p>　　Imax=506.12A＜KθIY=0.89×700=623A　　滿足要求</p><p><b>　　2、熱穩(wěn)定校驗： </b></p><p>　　S=240 mm2＞Smin===85mm2</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求。<

106、;/b></p><p>　?。ㄈ?0KV母線的選擇與校驗：</p><p>　　由于安裝在室內(nèi)，選用硬母線</p><p>　　1、按最大持續(xù)工作電流選擇母線截面:</p><p>　　Imax = 1.05×＝991.34（A）</p><p>　　IYj= Igmax/k0=991.34/0.

107、89=1114A </p><p>　　選擇10KV母線型號為h63×b10（單條矩形），查表得IY=1129A。</p><p>　　Imax=991.34A＜KθIY=0.89×1129=1004.81A　　滿足要求</p><p><b>　　2、熱穩(wěn)定校驗： </b></p><p>　　S

108、=630 mm2＞Smin===391mm2</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求。</b></p><p><b>　　3、動穩(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　母線采取水平排列</b></p><p>　　則W=bh2/6=10×632/6=661

109、5(mm3) =6.615×10-6 m3</p><p>　　相鄰支柱間跨距取 L=1.2m</p><p>　　相間母線中心距離取a=0.25m</p><p>　　σmax=0.173 ish2 ×</p><p>　　=0.173×61.3882×</p><p>　

110、　=56.77×106(pa)</p><p>　　σmax＜σy=70×106pa</p><p><b>　　滿足動穩(wěn)定要求。</b></p><p><b>　　五、互感器的選擇</b></p><p>　?。ㄒ唬?、電壓互感器的選擇</p><p>

111、　　變電所每組母線的三相上均安裝電壓互感器。詳見電氣主接線圖。</p><p>　　電壓互感器應按工作電壓來選擇：</p><p>　　1、110KV電壓互感器選擇 3×JCC1—110</p><p>　　2、35KV電壓互感器選擇 3×JDJJ—35</p><p>　　3、10 KV電壓互感器選擇 3

112、15;JDZJ—10</p><p>　　（二）、電流互感器的選擇</p><p>　　凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器，其數(shù)量符合測量儀表、保護和自動裝置的要求。電流互感器配置詳見電氣主接線圖。</p><p>　　110KV電流互感器的選擇</p><p>　　選擇電流互感器型號:LCWD—110，變比如下：</p>&

113、lt;p>　?。?）線路側(cè)：I=2×=330.6A 則取變比取：400/5</p><p>　?。?）聯(lián)絡斷路器處：I==165.3A 則取變比?。?00/5</p><p>　　35KV電流互感器的選擇</p><p>　　選擇電流互感器型號:LCWD—35W，變比如下：</p><p>　　變壓器至母線及母線分段斷路器

114、處：</p><p>　　I==472A 則取變比為：600/5</p><p>　　線路處，取最大負荷的線路選?。?lt;/p><p>　　I==232A 則取變比為：300/5 </p><p>　　10KV電流互感器的選擇</p><p>　　選擇10KV側(cè)電流互感器型號:LZZ1—10，變比如下：</

115、p><p>　　變壓器至母線及母線分段斷路器處：</p><p>　　I==1635A 則取變比為：2000/5</p><p>　　線路處，取最大負荷的線路選?。?lt;/p><p>　　I==131A 則取變比為：200/5 </p><p><b>　　六、避雷器的選擇</b></p&

116、gt;<p><b>　　1、避雷器的配置</b></p><p>　?。?）、配電裝置的每組母線上，均裝設避雷器。</p><p>　　（2）、三繞組變壓器的低壓側(cè)一相上設置一組避雷器。</p><p>　?。?）、變壓器高、低壓側(cè)中性點均裝置避雷器。</p><p>　　變電所避雷器的配置詳見電氣產(chǎn)接線

117、圖。</p><p><b>　　避雷器的選擇</b></p><p>　?。?）、110KV選擇：FZ－110（FZ－20＋5×FZ－15）。</p><p>　?。?）、35KV選擇：FZ－35（2×FZ－15）。</p><p>　?。?）、10 KV選擇：FZ－10（單獨元件）。</p&

118、gt;<p><b>　　七、接地刀閘的配置</b></p><p>　　1、為保證電氣設備和母線檢修安全，35KV及以上每段根據(jù)長度裝設1—2組接地刀閘，兩組刀閘間的距離應盡量保持適中，母線的接地刀閘裝設在母線電壓互感器的隔離開關上和母線隔離開關上，也可以裝設在其它回路母線隔離開關上，也可以裝設在其它回路母線隔離開關的基座上，必要時可設置獨立式母線接地器。</p>

119、<p>　　2、63KV及以上配置裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關和線路隔離開關的線路側(cè)宜裝配接地刀閘。</p><p>　　主變壓器110KV進線隔離開關裝設一組接地刀閘。</p><p>　　變電所接地刀閘的配置詳見主接線圖。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文是在xx老師的

120、精心指導下完成的，從論文的選題、資料采集無不凝聚著老師們的汗水與心血。老師們的治學態(tài)度嚴謹，對工作認真負責。我從老師那里不僅學到許多專業(yè)知識，還學到許多做人的道理。</p><p>　　在論文完成之際，特此表達對xx老師和李樹增老師的誠摯的謝意！</p><p>　　在即將畢業(yè)之際，向三年來悉心培養(yǎng)我的所有老師表示感謝！</p><p>　　最后謝謝所有幫助過我的同