變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，我們對(duì)電力供應(yīng)的要求也日益嚴(yán)格。解決輸配電的問(wèn)題日益迫切。變電站作為輸電的重要環(huán)節(jié)，它的合理設(shè)計(jì)是非常重要的。 本文主要做了變電站電氣的一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)包括電氣主接線的設(shè)計(jì)、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇、變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇、屋內(nèi)外配電裝置的確定和防雷保護(hù)確定及地網(wǎng)設(shè)計(jì)等。</p>

2、<p>　　關(guān)鍵詞：變電站設(shè)計(jì) 電氣主接線 設(shè)備選擇 短路電流 防雷保護(hù)</p><p>　　目 錄</p><p>　　一、 電氣主接線設(shè)計(jì)3</p><p>　　（一） 主接線的基本形式及其優(yōu)缺點(diǎn)3</p><p>　?。ǘ?主接線方案4</p><p>　　二、 短路電

3、流計(jì)算7</p><p>　　（一） 計(jì)算短路電流的要求7</p><p>　?。ǘ?計(jì)算短路電流的步驟7</p><p>　　三、 電氣設(shè)備選擇12</p><p>　?。ㄒ唬?導(dǎo)線的選擇12</p><p>　?。ǘ?斷路器的選擇12</p><p>　?。ㄈ?隔離開(kāi)關(guān)

4、的選擇13</p><p>　?。ㄋ模?互感器的選擇13</p><p>　?。ㄎ澹?避雷器的選擇14</p><p>　　四、 變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇15</p><p>　?。ㄒ唬?變壓器臺(tái)數(shù)選擇15</p><p>　?。ǘ?變壓器容量選擇15</p><p>　　五、

5、 屋內(nèi)外配電裝置確定16</p><p>　?。ㄒ唬?配電裝置要求16</p><p>　?。ǘ?配電裝置確定17</p><p>　　六、 防雷保護(hù)確定及地網(wǎng)設(shè)計(jì)18</p><p>　?。ㄒ唬?防雷保護(hù)的確定18</p><p>　?。ǘ?地網(wǎng)設(shè)計(jì)18</p><p>　

6、?。ㄈ?防雷接地及照明設(shè)計(jì)18</p><p><b>　　總結(jié)19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　一、電氣主接線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(一)主接線的基本形式及其優(yōu)缺點(diǎn)</p><p

7、>　　變電所電氣主接線在電力系統(tǒng)的接線中，屬于相當(dāng)重要的一個(gè)部分。主接線設(shè)計(jì)完以后，將會(huì)對(duì)變電所配電裝置的布置和電氣設(shè)備的選擇等產(chǎn)生比較直接的影響。在主接線的設(shè)計(jì)中，我們通常會(huì)考慮變電站的發(fā)展規(guī)模、負(fù)荷以及主變壓器臺(tái)數(shù)的影響等因素。當(dāng)然，我們對(duì)主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)還需要考慮主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等方面。</p><p>　　主接線通常分為兩種類型，一種是有匯流母線的接線形式。包括單母線、單母線分段、

8、雙母線分段和雙母線等；另外一種是沒(méi)有匯流母線的接線方式。</p><p><b>　　1、單母線</b></p><p>　　單母線在使用方面，接線比較簡(jiǎn)單，可以讓人非常清晰明白的知道應(yīng)該如何接線，不容易出錯(cuò)，同時(shí)單母線要求的設(shè)備比較少，減少了投資，操作也更加的方便，而且方便進(jìn)行擴(kuò)建。但是，單母線的可靠性和靈活性都比較差。</p><p>&l

9、t;b>　　2、單母線分段</b></p><p>　　單母線分段，有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。一是母線經(jīng)過(guò)分段引出以后，對(duì)供電要求嚴(yán)格的用戶可以從不同的母線引出段引出回路，這樣就大大提高了供電的可靠性。二是一旦一條母線發(fā)生故障，斷路器將會(huì)自動(dòng)切除有故障的母線，這樣沒(méi)有問(wèn)題的母線就會(huì)繼續(xù)供電。但是，當(dāng)母線或者母線開(kāi)關(guān)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，這段母線將會(huì)斷電。如果單母線分段的出線為雙回路的時(shí)候，需要交叉跨越。當(dāng)單母線分段需要

10、擴(kuò)建的時(shí)候，需要從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行均衡的擴(kuò)建。</p><p><b>　　3、雙母線分段</b></p><p>　　當(dāng)雙母線分段進(jìn)出線超過(guò)12回的時(shí)候，就需要在一組母線上面設(shè)置斷路器，而且此種接線方式比較復(fù)雜，故不進(jìn)行討論。</p><p><b>　　4、雙母線</b></p><p>　　雙母

11、線的供電比較可靠，調(diào)度起來(lái)也比較靈活，且方便檢修，但是雙母線使用的設(shè)備比較多，配電裝置也比較復(fù)雜，因此需要成本也比較高，而且因?yàn)椴僮鞅容^復(fù)雜，當(dāng)我們?cè)诓僮鞯臅r(shí)候很容易發(fā)生失誤。</p><p>　　5、變壓器一線路單元接線</p><p>　　變壓器一線路單元接線比較簡(jiǎn)單，用的設(shè)備也相對(duì)較少，操作起來(lái)也很容易，不過(guò)當(dāng)線路出現(xiàn)問(wèn)題，需要檢修的時(shí)候，變壓器必須停止運(yùn)行。當(dāng)變壓器出現(xiàn)問(wèn)題，需要檢

12、修的時(shí)候，線路也必須停止運(yùn)行。</p><p><b>　　6、橋形接線</b></p><p>　　橋型接線分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種。內(nèi)橋接線需要的高壓斷路器數(shù)量少，同時(shí)線路的投入和切除也非常方便，但是變壓器的投入和切除比較費(fèi)事，一旦斷路器需要檢修，線路就需要長(zhǎng)時(shí)間的停止運(yùn)行。外橋接線使用的設(shè)備比較少，而且變壓器的投入和切除非常方便，但是線路的投入和切除相當(dāng)?shù)馁M(fèi)事

13、，當(dāng)變壓器的側(cè)斷路器需要維修時(shí)，就需要停運(yùn)變壓器。</p><p><b>　　7、角形接線</b></p><p>　　角形接線的投資比較少，當(dāng)接線出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只需要切除與其相連的元件就可以了，對(duì)整體系統(tǒng)的影響不大。但是在開(kāi)環(huán)和閉環(huán)時(shí)，電流差別很大，電器選擇比較困難，而且不方便擴(kuò)建。</p><p><b>　　(二) 主接線方案&

14、lt;/b></p><p>　　1、主接線的設(shè)計(jì)原則：在進(jìn)行主接線方式設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　?、僮冸娝谙到y(tǒng)中的地位和作用。</p><p>　?、诮诤瓦h(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模。</p><p>　　③用戶對(duì)供電等級(jí)的要求。</p><p>　　④主變壓器臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響。</p>

15、<p>　　⑤備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響。</p><p>　　2、主接線的設(shè)計(jì)要求：</p><p><b>　?、倏煽啃裕?lt;/b></p><p>　　1） 斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。</p><p>　　2） 當(dāng)線路、母線出現(xiàn)故障或者在線檢修時(shí)，對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)影響的范圍大小，以及能否保證對(duì)重要用

16、戶的供電。</p><p>　　3） 變電所全部停電的可能性。</p><p>　　4）滿足對(duì)用戶的供電可靠性指標(biāo)的要求。</p><p><b>　?、陟`活性：</b></p><p>　　1）調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求

17、。</p><p>　　2）檢修要求。停運(yùn)斷路器、母線方便快捷及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不影響對(duì)用戶的供電要求。</p><p>　　3）擴(kuò)建要求。應(yīng)留有發(fā)展余地，便于擴(kuò)建。</p><p><b>　?、劢?jīng)濟(jì)性：</b></p><p>　　1）投資省； 2） 占地面積??； 3）電能損失小。</p>

18、<p><b>　　3、擬定主接線方案</b></p><p>　　主接線的基本形式，概括地可分為兩大類：</p><p>　?、儆袇R流母線的接線形式：?jiǎn)文妇€、單母線分段、雙母線、雙母線分段、</p><p>　　增設(shè)旁路母線或旁路隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　?、跓o(wú)匯流母線的接線形式：變壓器—線路單元接線、

19、橋形接線、角形接線等。</p><p>　　接下來(lái)對(duì)以上幾種接線方式的優(yōu)、缺點(diǎn)及適用范圍簡(jiǎn)單論述一下，看看是否符合原始資料的要求。</p><p><b>　　1、單母線接線。</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，投資省，運(yùn)行操作方便，且便于擴(kuò)建。</p><p>　　缺點(diǎn)：可靠性及靈活性差。<

20、/p><p>　　適用范圍：只有一臺(tái)主變壓器，10KV出線不超過(guò)5回，35KV出線不超過(guò)3回，110KV出線不超過(guò)2回。</p><p>　　2、單母線分段接線。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：a．母線經(jīng)過(guò)斷路器分段后，對(duì)重要用戶來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)不同段引出兩個(gè)回路，保證兩個(gè)電源供電。b．當(dāng)其中一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器能夠快速將故障段切除，保證正常段母線的正常供電。<

21、;/p><p>　　缺點(diǎn)：a．當(dāng)這條母線上的隔離開(kāi)關(guān)出問(wèn)題時(shí)，該母線的回路都要在檢修期間停電。b．當(dāng)出線為雙回路時(shí)，架空線路會(huì)出現(xiàn)交叉跨越。c．?dāng)U建時(shí)需兩個(gè)方面均衡擴(kuò)建。</p><p>　　適用范圍：適用于6~10KV配電裝置出線6回及以下，35~60KV配電裝置出線4~8回，110~220KV配電裝置少于4回時(shí)。</p><p>　　3、雙母線分段接線。</p

22、><p>　　由于當(dāng)進(jìn)出線總數(shù)超過(guò)12回及以上時(shí)，方在一組母線上設(shè)分段斷路器，根據(jù)原始資料提供的數(shù)據(jù)，此種接線方式過(guò)于復(fù)雜，故不作考慮。</p><p><b>　　4、雙母線接線。</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，便于檢修和試驗(yàn)。</p><p>　　缺點(diǎn)：使用設(shè)備多，特別是隔離開(kāi)關(guān)，配電裝

23、置復(fù)雜，投資較多，且操作復(fù)雜容易發(fā)生誤操作。</p><p>　　適用范圍：出線帶電抗器的6~10KV出線，35~60KV配電裝置出線超過(guò)8回或連接電源較多，負(fù)荷較大時(shí)，110KV~220KV出線超過(guò)5回時(shí)。</p><p>　　5、增設(shè)旁路母線的接線。</p><p>　　由于6~10KV配電裝置供電負(fù)荷小，供電距離短，且一般可在網(wǎng)絡(luò)中取得備用電源，故一般不設(shè)旁路

24、母線；35~60KV的配電裝置一般是重要的用戶，通常采用雙回路供電，所以一般不設(shè)旁路支線；對(duì)于110~220KV配電裝置，因?yàn)楣╇妳^(qū)域比較大，所以一般設(shè)置旁路母線，每條出線或主變間隔均裝設(shè)旁路隔離開(kāi)關(guān)，這樣做的目的是，檢修任何一個(gè)斷路器時(shí)都不會(huì)影響供電，大大地提高供電的可靠性。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：可靠性和靈活性高，供電可靠。</p><p>　　缺點(diǎn)：接線較為復(fù)雜，且操作復(fù)雜，投資

25、較多。</p><p>　　適用范圍：① 出線回路多，斷路器停電檢修機(jī)會(huì)多；② 多數(shù)線路是向用戶單獨(dú)供電的，所以是不允許停電的。</p><p>　　6、變壓器—線路單元接線。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少，操作簡(jiǎn)單。</p><p>　　缺點(diǎn)：線路故障或檢修時(shí)，變壓器必須停運(yùn)；變壓器故障或檢修時(shí)，線路必須停運(yùn)。</p&g

26、t;<p>　　適用范圍：只有一臺(tái)變壓器和一回線路時(shí)。</p><p>　　7、橋形接線：分為內(nèi)橋和外橋兩種。</p><p>　　①內(nèi)橋接線：連接橋斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：大大減少了斷路器的數(shù)量，這樣不僅大大減少了成本，線路的投入和切除也比較方便。</p><p>　　缺點(diǎn)：a．線路的投入和切除

27、比較復(fù)雜；b．出線斷路器檢修時(shí)，線路需長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)；c．連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。</p><p>　　適用范圍：小容量的變電所，并且變壓器容量不經(jīng)常切換或線路較長(zhǎng)。</p><p>　　②外橋接線：線路斷路器的外側(cè)連接橋斷路器。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少，且變壓器的投入和切除比較方便。</p><p>　　缺點(diǎn)：a．線路

28、的投入和切除較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，且影響一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)；b．變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)；c．連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。</p><p>　　適用范圍：小容量的變電所，并且變壓器容量不經(jīng)常切換或線路較長(zhǎng)。</p><p>　　8、角形接線：由于保證接線運(yùn)行的可靠性，以采用3~5角為宜。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：a．投資少，斷路器

29、數(shù)等于回路數(shù)；b．線路上的任一段發(fā)生故障時(shí)，只需切除這一段及其相連接的元件，所以對(duì)系統(tǒng)影響比較小；c．接線成閉合環(huán)形，運(yùn)行時(shí)可靠、靈活；</p><p>　　缺點(diǎn)：系統(tǒng)在開(kāi)環(huán)、閉環(huán)兩種狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，各支流的電流差別很大，這使繼電保護(hù)復(fù)雜化，且投入成本增大。</p><p>　　適用范圍：規(guī)模大概在110KV以上的配電裝置中。</p><p>　　通過(guò)比較以上8種接線方

30、案的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合給定材料分析，來(lái)設(shè)定主接線方案。</p><p>　　原始資料：變電所類型：降壓變電所</p><p>　　電壓等級(jí)：110/35/10KV</p><p>　　出線情況：110KV出線兩回，35KV出線4回（架空），10KV出線10回（電纜）。</p><p>　　負(fù)荷性質(zhì)：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電。</p>

31、<p>　　結(jié)合原始資料所提供的數(shù)據(jù)，權(quán)衡各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，將各電壓等級(jí)適用的主接線方式列出：</p><p>　?、?10KV的出線有兩回，并且都作為降壓變電所，兩條線路都可以向變電所供電，也可以一回向變電所供電，另一回作為備用電源。從可靠性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)定，110KV部分適用的接線方式為內(nèi)橋接線和單母線分段兩種。</p><p>　　②35KV部分可選單母線分段及單母線分段兼

32、旁路兩種。</p><p>　　③10KV部分定為單母線分段。</p><p>　　這樣，擬定一種主接線方案：</p><p>　　方案：110KV的接線采用內(nèi)橋接線方式，35KV的接線采用單母線分段接線方式，10KV的接線方式采用單母線分段接線。</p><p><b>　　二、短路電流計(jì)算</b></p>

33、<p>　　當(dāng)選擇電氣的主接線的時(shí)候，我們會(huì)比較各種方案，最后會(huì)確定接線是否會(huì)使用限制短路電流的方法，這樣我們就需要計(jì)算短路電流。當(dāng)選擇電氣設(shè)備的時(shí)候，為了保證安全，同時(shí)又節(jié)約成本，我們也需要計(jì)算短路電流。當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)接地裝置的時(shí)候，我們也需要用短路電流。當(dāng)我們選擇繼電保護(hù)仍然也需要以短路電流為依據(jù)。因此對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算是相當(dāng)有必要的。</p><p>　?。ㄒ唬┯?jì)算短路電流的要求</p&g

34、t;<p>　　1、當(dāng)我們?cè)谟?jì)算短路電流的時(shí)候，我們要考慮到計(jì)算的一些基本情況，包括電源在額定負(fù)荷情況下的運(yùn)行、短路時(shí)，短路電流的瞬間最大值、電動(dòng)勢(shì)相位角和對(duì)短路電流影響的元件等。</p><p>　　2、當(dāng)我們?cè)谟?jì)算短路電流時(shí)，所使用的接線方式，需要是最大的運(yùn)行方式。</p><p>　　3、按照設(shè)計(jì)規(guī)劃的容量進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　4、按照

35、三相短路進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　5、當(dāng)正常運(yùn)行的情況下，電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。</p><p>　?。ǘ┯?jì)算短路電流的步驟</p><p>　　1、短路電流計(jì)算的目的</p><p>　?、偻ㄟ^(guò)必要的短路電流計(jì)算來(lái)比較各種接線方案，選擇合適的接線方式，確定是否需要采取限制短路電流的措施等等。</p><

36、p>　?、谕ㄟ^(guò)全面的短路電流計(jì)算，來(lái)選擇電氣設(shè)備，同時(shí)滿足設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠地工作，并且力求能夠節(jié)約資金。</p><p>　?、墼谠O(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。</p><p>　?、茉O(shè)計(jì)接地裝置時(shí)，需用短路電流。</p><p>　?、莞鶕?jù)各種短路時(shí)的短路電流來(lái)設(shè)計(jì)繼電保護(hù)和整定計(jì)算。</

37、p><p>　　2、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定</p><p><b>　?、儆?jì)算的基本情況</b></p><p>　　1）系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。</p><p>　　2）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。</p><p>　　3）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。</p><

38、p>　　4）應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件。</p><p><b>　?、诮泳€方式</b></p><p>　　應(yīng)在最大運(yùn)行方式下來(lái)計(jì)算短路電流。</p><p><b>　　計(jì)算容量</b></p><p>　　按該設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算。</p><p>　?、芏搪?/p>

39、種類：均按三相短路計(jì)算。</p><p><b>　?、荻搪酚?jì)算點(diǎn)</b></p><p>　　在正常運(yùn)行方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。</p><p><b>　　3、短路電流計(jì)算</b></p><p><b>　?、龠x擇計(jì)算短路點(diǎn)</b></p>

40、<p>　　在下圖中，d1，d2，d3分別為選中的三個(gè)短路點(diǎn)</p><p><b>　　②畫(huà)等值網(wǎng)絡(luò)圖</b></p><p><b>　　XS</b></p><p>　　110KV d1</p><p>　　X1 X1 X2

41、 35KV</p><p>　　X2 </p><p>　　X3 X3</p><p><b>　　d2 </b></p><p>　　d3 10KV</p><p><b>　?、塾?jì)算：</b></p&g

42、t;<p>　　已知： 1）系統(tǒng)電壓等級(jí)為110KV、35KV、10KV，基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，系統(tǒng)110KV母線系統(tǒng)短路容量為3000MVA,110KV側(cè)為雙回LGJ-185/30KM架空線供電。</p><p>　　2）視系統(tǒng)為無(wú)限大電流源，故暫態(tài)分量等于穩(wěn)態(tài)分量，即I＂=I∞，S＂= S∞</p><p>　　3）主變?yōu)镾FSL1-63000型變壓器，基準(zhǔn)容量Sj

43、=100MVA </p><p>　　基準(zhǔn)電壓Uj=1.05 Ue =115（KV）</p><p>　　基準(zhǔn)電流Ij= Sj/ 3 Uj=100/(115× 3 ) =0.502（KA）</p><p>　　基準(zhǔn)電抗Xj=Uj/ 3 I j= Uj2/ Sj=1152/100=132(Ω)</p><p>　　∴對(duì)側(cè)110kv母線

44、短路容量Skt的標(biāo)幺值為</p><p>　　Skt*= Skt/Sb=3000/100=30</p><p>　　∴對(duì)側(cè)110kv母線短路電流標(biāo)幺值</p><p>　　Ikt*= Skt*=30</p><p>　　∴對(duì)側(cè)110kv系統(tǒng)短路阻抗標(biāo)幺值</p><p>　　xs*=1/ Ikt*=1/30=0.033

45、3</p><p>　　查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第189頁(yè)對(duì)于LGJ-185線路X=0.382Ω/KM</p><p>　　∴XS*=0.0333+(0.382×35)/132/2=0.084</p><p>　　d1,d2,d3點(diǎn)的等值電抗值計(jì)算公式：</p><p>　　x1=1/2×｛U（1-2）%+ U（1-3）

46、%- U（2-3）%｝</p><p>　　x2=1/2×｛U（1-2）%+ U（2-3）%- U（1-3）%｝</p><p>　　x3=1/2×｛U（1-3）%+ U（2-3）%+ U（1-2）%｝</p><p>　　其中：U（1-2）%—變壓器高壓與中壓繞組間短路電壓</p><p>　　U（1-3）%—變壓器高壓

47、與低壓繞組間短路電壓</p><p>　　U（2-3）%—變壓器中壓與低壓繞組間短路電壓</p><p>　　由變壓器參數(shù)表得知，繞組間短路電壓值分別為：</p><p>　　U（1-2）%=17.5% U（1-3）%=10.5% U（2-3）%=6.5%</p><p>　　主變額定容量SN=63MVA</p>

48、<p>　　所以x1=1/2×(17.5+10.5-6.5)=10.75</p><p>　　x2=1/2×(17.5+6.5-10.5)=6.75</p><p>　　x3=1/2×(10.5+6.5-17.5)= - 0.25</p><p>　　標(biāo)么值: x1*= x1 /100×( Sj / SN)=10.

49、75/100×(100/63)=0.17</p><p>　　x2*= x2 /100×( Sj / SN)=6.75/100×(100/63)=0.11</p><p>　　x3*= x3 /100×( Sj / SN)=-0.25/100×(100/63)=-0.004</p><p>　　已知110KV系統(tǒng)折算

50、到110KV母線上的等值電抗Xs*=0.084</p><p><b>　　當(dāng)d1點(diǎn)短路時(shí)</b></p><p><b>　　XS</b></p><p><b>　　d1</b></p><p>　　I″d*1=1/ Xs*=1/0.084=11.905</p>

51、<p>　　Ij=Sj / 3Uj=100/( 3×115)=0.502(KA)</p><p>　　I″d1= I″d*1×Ij=11.905×0.502=5.976(KA)</p><p><b>　　I″d1=I∞</b></p><p>　　Ich=1.8× 2 ×I″d

52、=1.8× 2×5.976=15.239 (KA)</p><p>　　S∞= 3Uj×I∞= 3×115×5.976=1190.3(MVA)</p><p>　　其中Id：短路電流周期分量有效值</p><p>　　Id″：起始次暫態(tài)電流 I∞：t=∞時(shí)穩(wěn)態(tài)電流 S∞：短路容量</p>

53、<p><b>　　當(dāng)d2點(diǎn)短路時(shí)</b></p><p><b>　　0.084</b></p><p>　　0.17 0.17 0.084 0.224</p><p>　　0.11 0.11

54、0.14</p><p><b>　　d2</b></p><p>　　d2 d2</p><p>　　I″d*2=1/ X d*2=1/0.224=4.46</p><p>　　Ij=Sj /( 3 Uj)=100/( 3×37)=1.56(KA)</p&g

55、t;<p>　　I″d2= I∞= I″d*2×Ij =4.46×1.56=6.958(KA)</p><p>　　Ich =1.8× 2×I″d2=1.8× 2 ×6.958=17.74(KA)</p><p>　　S2∞= 3Uj×I∞= 3×37×6.958=445.9(MVA

56、)</p><p><b>　　當(dāng)d3點(diǎn)短路時(shí)</b></p><p><b>　　0.084</b></p><p><b>　　0.084</b></p><p>　　0.17 0.17

57、0.167</p><p><b>　　0.083</b></p><p>　　-0.004 -0.004 </p><p><b>　　d3</b></p><p><b>　　d3</b><

58、;/p><p><b>　　d3 </b></p><p>　　I″d*3=1/ X d*3=1/0.167=5.988</p><p>　　Ij =Sj / ( 3 Uj )=100/( 3×10.5)=5.5(KA)</p><p>　　I″d3= I∞= I″d*2×Ij=5.988×

59、5.5=32.9(KA)</p><p>　　Ich3=1.8× 2×I″d3=1.8× 2×32.9=84(KA)</p><p>　　S3∞= 3 Uj3×I∞= 3 ×10.5×32.9=598(MVA)</p><p><b>　　額定電流計(jì)算</b></p&g

60、t;<p>　　因IN=Ij×SN /Sj (SN =63MVA，Sj=100MVA，Ij1=0.502KA，Ij2=1.56KA，Ij3=5.5KA)</p><p>　　所以IN1=0.502×63/100=0.32(KA)</p><p>　　IN2=1.56×63/100=0.98(KA)</p><p>　　IN

61、3=5.5×63/100=3.47(KA)</p><p><b>　　三、電氣設(shè)備選擇</b></p><p>　　當(dāng)我們選擇電氣設(shè)備的時(shí)候，應(yīng)該做到經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行方便而且可以在此基礎(chǔ)上方便以后的擴(kuò)展需要。為了滿足這些要求就需要我們考慮發(fā)展的需要、使用的技術(shù)、花費(fèi)的資金、當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、使用的新產(chǎn)品等條件。</p><p

62、><b>　?。ㄒ唬?dǎo)線的選擇</b></p><p>　　載流的導(dǎo)線通常使用鋁制的比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，110KV以上的高壓電需要使用軟導(dǎo)線，當(dāng)電流較大的時(shí)候，應(yīng)選用較大截面的導(dǎo)線。矩形的導(dǎo)線適合應(yīng)用于35KV以下，電流4000A以下使用。而槽型的導(dǎo)線通常使用與4000-8000A中。管形導(dǎo)線主要作用于8000A以上的大電流使用。</p><p><b>　

63、?。ǘ嗦菲鞯倪x擇</b></p><p>　　根據(jù)滅弧的介質(zhì)和滅弧的方式，斷路器可以分為多油斷路器、真空斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器和SF6斷路器等等。對(duì)斷路器進(jìn)行選擇的時(shí)候，我們除了需要滿足技術(shù)條件和環(huán)境條件以外，還應(yīng)該考慮到運(yùn)營(yíng)成本、施工便利和后期維護(hù)等條件。通過(guò)對(duì)電壓、電流、開(kāi)斷電流、最大短路沖擊電流的計(jì)算，并且查閱相關(guān)的資料對(duì)斷路器進(jìn)行選擇，選擇的情況如表3-1所示。</p&g

64、t;<p>　　表3-1 斷路器的選擇</p><p>　?。ㄈ└綦x開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)按照安裝地方的不同，有屋內(nèi)和屋外兩種；按照絕緣支柱數(shù)目的不同，有單柱式、三柱式和雙柱式；它的型式的選擇要按照配電裝置的特點(diǎn)和使用要求進(jìn)行綜合比較。根據(jù)斷路器的計(jì)算數(shù)據(jù)，隔離開(kāi)關(guān)的選擇如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 隔離開(kāi)關(guān)的選

65、擇</p><p><b>　?。ㄋ模┗ジ衅鞯倪x擇</b></p><p>　　電壓互感器的選擇如表3-3所示。</p><p>　　表3-3 電壓互感器的選擇</p><p>　　電流互感器的選擇如表3-4所示。</p><p>　　表3-4 電流互感器的選擇</p><p&

66、gt;<b>　?。ㄎ澹┍芾灼鞯倪x擇</b></p><p>　　綜合對(duì)滅弧電壓、避雷器型式、避雷沖擊殘壓工作放電電壓的計(jì)算和考慮，避雷器的選擇如表3-5所示。</p><p>　　表3-5 避雷器的選擇</p><p>　　四、變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇</p><p>　?。ㄒ唬┳儔浩髋_(tái)數(shù)選擇</p><

67、;p>　　應(yīng)當(dāng)根據(jù)變電站的實(shí)際情況,選取符合要求的變壓器類型。 因此， 設(shè)計(jì)采用變比為121±8×1. 25%／38. 5±2×2. 5%／10. 5 kV的升壓型變壓器。正常情況下，城市的電網(wǎng)輸送系統(tǒng)中安裝的變壓器應(yīng)多于2臺(tái)，這樣可以避免當(dāng)其中1臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，其它的變壓器能夠承擔(dān)相應(yīng)的負(fù)荷。我們知道電力系統(tǒng)的負(fù)荷是不斷變化的，每時(shí)每刻的電力負(fù)荷都是不一樣的。這就需要工作人員在系統(tǒng)無(wú)功

68、電力平衡的前提下，要對(duì)電力系統(tǒng)的電壓不斷地調(diào)整。 這樣電流的變化會(huì)比較大，如果計(jì)算得出一般的變壓器無(wú)法滿足電力系統(tǒng)的用戶的質(zhì)量要求時(shí)，工作人員應(yīng)適度地調(diào)節(jié)變壓器。變壓器的生產(chǎn)商也應(yīng)不斷提高自身的生產(chǎn)水平和質(zhì)量控制，并推行相關(guān)的節(jié)能指標(biāo)，節(jié)約電能，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　（二）變壓器容量選擇</p><p>　　主變壓器的容量的選擇通常是按未來(lái)5-10年時(shí)間的規(guī)劃來(lái)選擇

69、的，有時(shí)候也會(huì)根據(jù)變電所負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來(lái)確定容量。有原始資料可知：</p><p>　　夏季Smax=41 MVA cos(= 0.8 , Smin=40 MVA cos(=0.8</p><p>　　冬季Smax=39 MVA cos(= 0.85 , Smin=30MVA cos(=0.85</p><p>　　Tmax= 5

70、400 hour</p><p>　　五、屋內(nèi)外配電裝置確定</p><p>　　屋內(nèi)外的配電裝置需要滿足一些基本的要求以及安全靜距等。</p><p><b>　?。ㄒ唬┡潆娧b置要求</b></p><p>　　配電裝置的設(shè)計(jì)必須滿足國(guó)家的基本政策方針，在保證能夠可靠運(yùn)行的情況下，還需要保證一定的安全靜距。在保證安全的

71、情況下，也需要力求節(jié)約。</p><p>　　屋外配電裝置的安全靜距如表5-1所示。</p><p>　　表5-1 屋外配電裝置的安全靜距</p><p>　　10KV屋內(nèi)配電裝置的安全靜距如表5-2所示。</p><p>　　表5-2 屋內(nèi)安全靜距</p><p><b>　?。ǘ┡潆娧b置確定</b

72、></p><p>　　變電站的布置有屋外布置和屋內(nèi)布置兩種形式。 屋外布置又可分為中型布置、半高型布置和高型布置，其中中型布置的成本比較低，抗震性能好；半高型布置能夠縮短配電裝置的距離并且增加布線的面積，但這種方式不適用于回路較少的變電站；高型布置主要針對(duì)雙母線的布置，通過(guò)對(duì)母線進(jìn)行隔離，將線路的開(kāi)關(guān)進(jìn)行上下重疊布置。 三種布置類型中，中型布置的占地面積較大，但工作人員的維修強(qiáng)度和難度比較小；高型布置的優(yōu)

73、點(diǎn)是占地面積較小， 但是具體操作比較困難, 檢修工作難度系數(shù)大,并且抗震性能也比較薄弱。</p><p>　　六、防雷保護(hù)確定及地網(wǎng)設(shè)計(jì)</p><p>　　變電站通常都需要采取一些防雷措施，對(duì)于變電站的防雷，一般都適用避雷針和避雷器。</p><p>　?。ㄒ唬┓览妆Ｗo(hù)的確定</p><p>　　根據(jù)平面布置，該變電所長(zhǎng)61.8m，寬61.

74、6m，變電所110KV系統(tǒng)桿塔及門(mén)型架構(gòu)最高為10.5m，故hx取11m，35KV系統(tǒng)桿塔及門(mén)型架構(gòu)最高為7m，故hx取7m。</p><p>　　該變電所初步選定用4支30米等高避雷針來(lái)保護(hù)全所的架構(gòu)、主變及主控室、高壓室等。分別按hx=11m、hx=7m計(jì)算避雷針的保護(hù)范圍：</p><p><b>　?。ǘ┑鼐W(wǎng)設(shè)計(jì)</b></p><p&g

75、t;　　變電所內(nèi)需要良好的接地裝置，以滿足工作、安全和防雷保護(hù)的接地要求，一般的做法是根據(jù)安全和工作接地的要求，敷設(shè)一個(gè)統(tǒng)一接地網(wǎng)，然后再在避雷針和避雷器下面增加接地滿足防雷接地的要求。</p><p>　　接地網(wǎng)的水平接地體由扁鋼水平連接構(gòu)成網(wǎng)孔形，兩水平接地帶間距離一般取3~10m，埋入地下0.8m處，其面積大體與變電所面積相同，接地網(wǎng)外沿應(yīng)閉合，將各角做成圓弧狀，圓弧半徑小于均壓帶半徑的一半。垂直角接地體一

76、般用角鋼或鋼管，長(zhǎng)度2.5m，間距大于5m。避雷器應(yīng)以最短的接地線與主接地網(wǎng)連接，且應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置，避雷針與主變壓器接地距離應(yīng)大于15米，與設(shè)備接地距離大于3米，避雷針與架構(gòu)間距離大于5米。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，水平接地體用40*4扁鋼，垂直接地體用40*4角鋼，皆全鍍鋅。</p><p><b>　?。ㄈ┓览捉拥?lt;/b></p>&l

77、t;p>　　本變電所的避雷保護(hù)裝置由獨(dú)立避雷針和線路終端桿上的避雷針兩部分組成。獨(dú)立避雷針的針高為50 m。 對(duì)沿送電線路侵入波的過(guò)電壓保護(hù)，采用在 </p><p>　　1 1 0 KV 線路側(cè)、20 kV母線上裝設(shè)氧化鋅避雷器。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　本文主要做了變電站電氣的一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，變

78、電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括電氣主接線的設(shè)計(jì)、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇、變電器臺(tái)數(shù)及容量選擇、屋內(nèi)外配電裝置的確定和防雷保護(hù)確定及地網(wǎng)設(shè)計(jì)等。通過(guò)本設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多東西，但本設(shè)計(jì)本身也還存在很多問(wèn)題，我會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)來(lái)繼續(xù)完善自己。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、楊海寧.論110kV半戶內(nèi)變電站的布置特點(diǎn)[J].科技信息. 2

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