電氣工程及其自動化畢業(yè)設計-220kv變電站電氣一次部分設計(含外文翻譯)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　220kV變電站電氣一次部分設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程及其自

2、動化 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　220kV變電站電氣一次部分設計</p>

3、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，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作用。在整個電網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。變電站的安全運行直接關系到電網(wǎng)的安全運行，因而，對其設計也就提出了更高的要求。</p><p>　　本文首先根據(jù)任務書上所給系統(tǒng)與線路及所有負荷的參數(shù)，分析負荷發(fā)展趨勢。從負荷增長方面闡明了建站

4、的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經(jīng)濟及可靠性方面考慮，確定了220kV，110kV，10kV以及站用電的主接線，同時又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結(jié)果，對隔離開關，母線，電壓互感器，電流互感器進行了選型，從而完成了220kV電氣一次部分的設計。</p><p>　

5、　關鍵詞 變電站;變壓器;接線</p><p>　　Primary design of 220kV electrical substation </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Substation is an important part of power system, the contact of

6、 power plants and users, plays the role to transform and distribute electric energy. It plays an important role in the entire grid. Substation operation is directly related to the safe of the grid, thus, its design also

7、put forward higher requirements.</p><p>　　Firstly, based on the mission statement to the system and line and all the load parameters,we analysis the trends of the load development, illustrates the necessity

8、of establishment of the station from the load growth, then to consider the generalization of the proposed substation and outlet, and load data analysis, security, economic and reliability considerations, determine the 22

9、0kV, 110kV, 10kV, and the main wiring of the station power, and determined the number of main transformer capacity </p><p>　　Keyword substation; transformer; wiring</p><p><b>　　目錄</b&g

10、t;</p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 我國變電站的一些現(xiàn)狀2</p><

11、p>　　1.3 本文主要內(nèi)容3</p><p>　　第2章 設計要求及概述4</p><p><b>　　2.1建設規(guī)模4</b></p><p>　　2.2 負荷情況4</p><p>　　2.3變壓器的選擇4</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)5</b

12、></p><p>　　第3章 電氣主接線6</p><p>　　3.1 220kV側(cè)主接線6</p><p>　　3.2 110kV側(cè)接線8</p><p>　　3.3 10kV側(cè)接線9</p><p>　　3.4 本章小結(jié)11</p><p>　　第4章 短路電流的計算12

13、</p><p>　　4.1 短路計算點12</p><p>　　4.2 變壓器電抗值計算12</p><p>　　4.3 調(diào)相機電抗標幺值12</p><p>　　4.4 線路標幺阻抗值12</p><p>　　4.5系統(tǒng)標幺阻抗圖12</p><p>　　4.6 短路電流計算14

14、</p><p>　　4.7 本章小結(jié)14</p><p>　　第5章 電氣設備的選擇15</p><p>　　5.1 各級電壓母線的選擇15</p><p>　　5.1.1 220kV母線的選擇15</p><p>　　5.1.2 220kV出引下線的選擇16</p><p>　　5

15、.1.3 220kV主變引下線的選擇16</p><p>　　5.1.4 110kV母線及旁路母線的選擇17</p><p>　　5.1.5 110kV引下線及設備連接線的選擇17</p><p>　　5.1.6 110kV主變引下線及設備連接線的選擇18</p><p>　　5.1.7 主變低壓側(cè)10kV過橋母線與母線的選擇18&

16、lt;/p><p>　　5.1.8 10kV出線電纜的選擇19</p><p>　　5.2 斷路器隔離開關的選擇19</p><p>　　5.2.1 220kV斷路器和隔離開關的選擇19</p><p>　　5.2.2 110kV斷路器和隔離開關的選擇21</p><p>　　5.2.3 10kV斷路器和隔離開關的

17、選擇23</p><p>　　5.3 電流互感器的選擇27</p><p>　　5.3.1 220kV電流互感器的選擇27</p><p>　　5.3.3 10kV電流互感器的選擇28</p><p>　　5.4電壓互感器的選擇28</p><p>　　5.4.1 220kV母線電壓互感器的選擇28<

18、/p><p>　　5.4.2 220kV線路電壓互感器的選擇28</p><p>　　5.4.3 110kV母線電壓互感器的選擇29</p><p>　　5.4.4 110kV線路電壓互感器的選擇29</p><p>　　5.4.5 10kV母線電壓互感器的選擇29</p><p>　　5.5 避雷器的選擇30&

19、lt;/p><p>　　5.5.1 避雷器選擇的原則30</p><p>　　5.5.2 220kV避雷器的選擇和校驗30</p><p>　　5.5.3 主變220kV中性點避雷器的選擇和校驗31</p><p>　　5.5.4 110kV避雷器的選擇和校驗31</p><p>　　5.5.5 主變110kV中性

20、點避雷器的選擇和校驗32</p><p>　　5.5.6 10kV避雷器的選擇和校驗33</p><p>　　5.6 本章小結(jié)34</p><p><b>　　結(jié)論35</b></p><p><b>　　致謝36</b></p><p><b>　　參考

21、文獻37</b></p><p><b>　　附錄38</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 MSBS中電磁場研究現(xiàn)狀錯誤！未定義書簽。</p><p>　　1.3

22、 本文主要內(nèi)容3</p><p>　　第2章 電磁場有限元分析理論簡介及電源系統(tǒng)錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.1 麥克斯韋方程組錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.2 電磁場分析方法錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.3 有限單元法的基本原理及其在電磁場中的應用錯誤！未定義書簽。</p>

23、<p>　　2.3.1 電磁場基本理論錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.3.2 邊界條件與邊值關系錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.3.3 有限單元法在電磁場中的應用錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.4 有限元軟件ANSYS簡介錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.5 ANSYS求解步驟

24、錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.6 磁懸掛天平電源系統(tǒng)錯誤！未定義書簽。</p><p>　　2.7 本章小結(jié)錯誤！未定義書簽。</p><p>　　第3章 磁懸掛天平的二維有限元分析錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.1 引言錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.2 磁懸掛天平電磁鐵

25、系統(tǒng)簡介錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.2.1 磁懸掛天平電磁鐵結(jié)構(gòu)錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.2.2 磁懸掛天平電磁場分布錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.3 天平俯仰電磁場的二維分析錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.3.1 俯仰電磁場模型簡介錯誤！未定義書簽。</p>

26、<p>　　3.3.2 俯仰電磁場的二維分析錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.3.3 小結(jié)錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.4 天平偏航電磁場的二維分析錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.4.1 偏航電磁場二維模型簡介錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.4.2 偏航電磁場的二維分析錯誤

27、！未定義書簽。</p><p>　　3.4.3 小結(jié)錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.5 天平軸向電磁場的二維分析錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.5.1 軸向電磁場模型簡介錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.5.2 軸向電磁場的二維分析錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.5

28、.3 小結(jié)錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.6 本章小結(jié)錯誤！未定義書簽。</p><p><b>　　結(jié)論15</b></p><p><b>　　致謝36</b></p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p>

29、　　附錄錯誤！未定義書簽。</p><p>　　PLANE53--二維8-節(jié)點磁實體單元錯誤！未定義書簽。</p><p>　　千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行</p><p><b>　　緒論</b></p>

30、<p><b>　　課題背景</b></p><p>　　隨著人類社會的不斷發(fā)展，電能已成為現(xiàn)代社會中無可替代的重要能源，它是現(xiàn)代文明的支柱，并和人們的生活息息相關。電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用是一項復雜且精確的藝術，其中的每一個步驟都至關重要。變電所就是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。變電所的種類和作用因情況而定,主要有以下幾種。</p>&

31、lt;p>　?。?）按照變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用可劃分</p><p>　　a﹑系統(tǒng)樞紐變電站:樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點，它的電壓是系統(tǒng)最高輸電電壓，目前電壓等級有220kV、330kV和500kV，樞紐變電站連成環(huán)網(wǎng)，全站停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至整個系統(tǒng)癱瘓，因此對樞紐變電站的可靠性要求較高。樞紐變電站主變壓器容量大，供電范圍廣。</p><p>　　b﹑地區(qū)一次變

32、電站:地區(qū)一次變電站位于地區(qū)網(wǎng)絡的樞紐點，是與輸電主網(wǎng)相連的地區(qū)受電端變電站，任務是直接從主網(wǎng)受電，向本供電區(qū)域供電。全站停電后，可引起地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個區(qū)域供電。電壓等級一般采用220kV或330kV。地區(qū)一次變電站主變壓器容量較大，出線回路數(shù)較多，對供電的可靠性要求也比較高。</p><p>　　c﹑地區(qū)二次變電站:地區(qū)二次變電站由地區(qū)一次變電站受電，直接向本地區(qū)負荷供電，供電范圍小，主變壓器容量與臺數(shù)根

33、據(jù)電力負荷而定。全站停電后，只有本地區(qū)中斷供電。</p><p>　　d﹑終端變電站:終端變電站在輸電線路終端，接近負荷點，經(jīng)降壓后直接向用戶供電，全站停電后，只是終端用戶停電。</p><p>　　(2)按照變電站安裝位置劃分</p><p>　　a﹑室外變電站:室外變電站除控制、直流電源等設備放在室內(nèi)外，變壓器、斷路器、隔離開關等主要設備均布置在室外。這種變電站

34、建筑面積小，建設費用低，電壓較高的變電站一般采用室外布置。</p><p>　　b﹑室內(nèi)變電站:室內(nèi)變電站的主要設備均放在室內(nèi)，減少了總占地面積，但建筑費用較高，適宜市區(qū)居民密集地區(qū)，或位于海岸、鹽湖、化工廠及其他空氣污穢等級較高的地區(qū)。</p><p>　　c﹑地下變電站:在人口和工業(yè)高度集中的大城市，由于城市用電量大，建筑物密集，將變電站設置在城市大建筑物、道路、公園的地下，可以減少占

35、地，尤其隨著城市電網(wǎng)改造的發(fā)展，位于城區(qū)的變電站乃至大型樞紐變電站將更多的采取地下變電站。這種變電站多數(shù)為無人值班變電站。</p><p>　　d﹑箱式變電站:箱式變電站又稱預裝式變電站，是將變壓器、高壓開關柜、低壓開關柜及其相互的連接和輔助設備緊湊組合，按主接線和元器件不同，以一定方式集中布置在一個或幾個密閉的箱殼內(nèi)。箱式變電站是由工廠設計和制造的，結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、可靠性高、安裝方便，現(xiàn)在廣泛應用于居民小區(qū)和

36、公園等場所。箱式變電站一般容量不大，電壓等級一般為3kV~35kV，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和要求的提高，電壓范圍不斷擴大，現(xiàn)已經(jīng)制造出了132kV的箱式變電站。箱式變電站按照裝設位置的不同又可分為戶外和戶內(nèi)兩種類型。</p><p>　　e﹑移動變電站:將變電設備安裝在車輛上，以供臨時或短期用電場所的需要。</p><p>　　(3)按照值班方式劃分</p><p>　　a

37、﹑有人值班變電站:大容量、重要的變電站大都采用有人值班變電站。</p><p>　　b﹑無人值班變電站:無人值班變電站的測量監(jiān)視與控制操作都由調(diào)度中心進行遙測遙控，變電站內(nèi)不設值班人員。</p><p>　　(4)根據(jù)變壓器的使用功能劃分</p><p>　　a﹑升壓變電站:升壓變電站是把低電壓變?yōu)楦唠妷旱淖冸娬?，例如在發(fā)電廠需要將發(fā)電機出口電壓升高至系統(tǒng)電壓，就是

38、升壓變電站。</p><p>　　b﹑降壓變電站:與升壓變電站相反，是把高電壓變?yōu)榈碗妷旱淖冸娬荆陔娏ο到y(tǒng)中，大多數(shù)的變電站是降壓變電站。</p><p>　　我國變電站的一些現(xiàn)狀</p><p>　　近年來，我國國民經(jīng)濟建設呈現(xiàn)出平穩(wěn)較快發(fā)展的趨勢，特別是國家西部地區(qū)的開發(fā)建設經(jīng)濟的高速發(fā)展﹑國家經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)的規(guī)劃建設﹑地方及民營經(jīng)濟的快速增長，促進了國家經(jīng)濟

39、的全面發(fā)展以及全國人民生活水平的提高。由此帶動了我國電力消費始終保持強勁的增長態(tài)勢，推動了電力工業(yè)的快速發(fā)展。</p><p>　　隨著長江三峽電站的建設投運﹑西電東送的有效實施，500kV級電網(wǎng)已成為骨干網(wǎng)架，220kV級電力網(wǎng)逐步形成分層分區(qū)運行的電力網(wǎng)格局。全國電力網(wǎng)正在快速建設發(fā)展之中。僅位于蘇南電網(wǎng)負荷中心某地，在建中的500kV變電所，主變總?cè)萘繉⑦_到4000MVA，220kV出線達16回，以便輸配三

40、峽送電負荷。由此可見，必將大量新建輸配電站，采用新技術及設備，確保電網(wǎng)的安全可靠運行[11]。</p><p><b>　　本文主要內(nèi)容</b></p><p>　　本文主要通過所給數(shù)據(jù)，按照相應的規(guī)程，完成此220kV變電站電氣一次部分的設計，使其能夠順利完成所分配的任務。</p><p><b>　　設計要求及概述</b&g

41、t;</p><p><b>　　2.1建設規(guī)模</b></p><p>　?。?）類型：220kV樞紐變電所</p><p>　　（2）變電所與220kV和110kV兩個電力系統(tǒng)相連，并擔負一個地區(qū)的</p><p>　　供電，本站為樞紐變電所。</p><p>　?。?）本電力系統(tǒng)為無限大系統(tǒng)

42、，遠離發(fā)電廠。 </p><p><b>　　2.2 負荷情況</b></p><p>　?。?)220kV進出線回路數(shù)最終為10回，本期包括1回，最大輸送容量300MVA，一級負荷</p><p>　?。?)110kV進出線回路數(shù)最終為12回，本期只包括6回，最大輸送容量為90MVA，</p><p><b>

43、;　　為一級負荷。</b></p><p>　?。?)10kV出線回路數(shù)共有6條，本期均為備用，10kV部分主要為電容器和站用電，最大總輸送容量為50MVA，單線路最大輸送容量為10MVA</p><p><b>　?。?)環(huán)境條件：</b></p><p>　　a、變電所周圍地勢平坦；</p><p>　　

44、b、當?shù)孛磕曜罡邭鉁?1℃，年最低氣溫－5℃；</p><p>　　c、海拔高度：350m；</p><p>　　d、雷電日數(shù)：25.1日/年；</p><p>　　e、最大風速：15m/s</p><p><b>　　f、地震烈度：9度</b></p><p><b>　　2.3變壓器

45、的選擇</b></p><p>　　待設計的變電所是一座220kV樞紐變電所，擔負著220kV系統(tǒng)之間的功率交換，以滿足該地區(qū)工農(nóng)業(yè)用電的需要；同時，該變電所還擔負著220kV和110kV兩個電力系統(tǒng)的功率交換，該變電所在電力系統(tǒng)中的地位很重要，進出線回路數(shù)多，負荷大部分為一級負荷。</p><p>　　在選擇該變電所的主變壓器時，應遵守以下原則：</p><

46、;p>　?。?）主變壓器的臺數(shù)和容量，應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等綜合考慮確定。</p><p>　?。?）主變壓器容量一般按變電所、建成后5～10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期的負荷發(fā)展。對于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結(jié)合。</p><p>　?。?）在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經(jīng)濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。如

47、變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得跔容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。</p><p>　?。?）裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于60%的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷。</p><p>　　由于該變電站總負荷為110kV側(cè)為150MVA，10kV側(cè)為12.4MVA，所以總體為150/0.9+12.4/0.85=181.2MVA，而一、二類負荷

48、在167MVA左右，所以變壓器容量應在167MVA以上。為了提高電壓質(zhì)量最好選擇有載調(diào)壓變壓器。(此處選擇220kV測中性點調(diào)壓)考慮系統(tǒng)的并列同期要求以及三次諧波的影響，本站主變壓器繞組連接方式選用Y0Y0△。因此選擇變壓器臺數(shù)為2，容量及型號如下：</p><p>　　型號：SFPS8－180000/220-180MVA/180MVA/60MVA；</p><p>　　接線方式：Y0/

49、 Y0/△12-11；結(jié)構(gòu)形式：降壓結(jié)構(gòu)；</p><p>　　電壓調(diào)整范圍：220±2×2.5%/121/10.5kV；</p><p>　　調(diào)壓方式：220kV側(cè)中性點調(diào)壓；</p><p>　　Uk1-2%＝12 Uk1-3%＝22 Uk2-3%＝7</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)&

50、lt;/b></p><p>　　本章首先討論了變電所的基本情況以及負荷狀況，進而計算出了變電所主變壓器的具體情況，并做出了合適的選擇，完成了變電所設計的第一步。</p><p><b>　　電氣主接線</b></p><p>　　在考慮主接線方案時,應首先滿足運行可靠性及操作的靈活性；同時，也要節(jié)約投資。故應優(yōu)先選擇技術先進，供電可靠、

51、安全、經(jīng)濟合理的主接線方案。</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

52、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><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

53、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

54、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(jié)構(gòu)等[2]。</p><p>　　3.1 220kV側(cè)主接線</p><p>　　220kV出線最終10回，本期1回，主變壓器進線2回，可供選擇的接線方式較多，但比較常用

55、的有4個。</p><p><b>　　方案一:單母線接線</b></p><p>　　方案二:單母線分段帶旁路母線，分段斷路器兼作旁路斷路器。（如圖3-1）</p><p>　　方案三：雙母線帶旁路母線，母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器。</p><p>　　方案四：一個半斷路器接線。（如圖3-2）</p>&l

56、t;p><b>　　分析：</b></p><p>　　方案一：該方案優(yōu)點是接線簡單，使用設備少，操作方便，投資少，便于擴建。但是當母線及母線隔離開關故障或檢修時，必須斷開全部電源，造成整個配電裝置停電；當檢修一路斷路器是，該回路要停電。</p><p>　　方案二：該方案使用5臺斷路器、16臺隔開，具有接線簡單，操作方便等優(yōu)點，設置旁路母線后可不停電檢修出線斷

57、路器；但任一母線故障后都會造成50%的用戶長時間中斷供電，這對220kV線路來說是不允許的。</p><p>　　方案三：該方案使用5臺斷路器、20臺隔開，具有較高的可靠性和靈活性，母線故障時對用戶停電時間較短，而且，比方案1增加的投資不多，母線長度增加，占地面積不會明顯增加，增加投資可忽略不計。該方案是一個經(jīng)濟合理、可靠性高、運行靈活的方案，目前在我國大容量的變電所中被廣泛采用。</p><

58、p>　　方案四：有很高的可靠性，而且運行調(diào)度靈活，操作檢修方便，但投資較大，一、二次回路較復雜。</p><p>　　通過比較可知，方案一、二經(jīng)濟性略優(yōu)于方案三、四，但不可靠，運行方式不靈活。在方案三比較可靠，但還可進一步完善。而方案四在保證供電可靠性的前提下，是比較合理的方案。</p><p>　　圖3-1 單母線帶旁路母線接線</p><p>　　圖3-2

59、 一個半斷路器接線</p><p>　　3.2 110kV側(cè)接線</p><p>　　110kV側(cè)有3回線路連接著110kV電力系統(tǒng)。每回線路的輸送容量都比較大。其進線回路數(shù)最終是12回。本期為6回，回路數(shù)較多，負荷重要，要求供電可靠、經(jīng)濟、合理。</p><p>　　根據(jù)相關規(guī)程，在樞紐變電所中，當110kV－220kV出線在4回及以上時，一般采用雙母線接線。采用

60、雙母線的110kV－220kV配電裝置中，只有斷路器允許停電檢修，一般設置旁路設施。當有旁路母線時，應首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線。當220千伏出線為5回及以上或110千伏出線為7回及以上時，一般裝設專用的旁路斷路器。在樞紐變電所中，當220千伏出線為4回及以上或110千伏出線為6回及以上時，也可裝設專用的旁路斷路器[7]。綜合技術經(jīng)濟條件選用如下方案：110kV采用雙母線帶旁路母線，本期兼作母聯(lián)斷路器，以后改為

61、專用旁路斷路器，增設母聯(lián)斷路器，110kV接線方式如圖3-3。</p><p>　　圖3-3 雙母線帶旁路母線接線（母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器）</p><p>　　3.3 10kV側(cè)接線</p><p>　　10kV側(cè)除靜止無功補償外，還應滿足站用負荷。10kV出線6回，本期均為備用，所以10kV側(cè)接線選用單母線分段。如圖3-4。并且加裝限流電抗器。電抗器型號為：X

62、KK-10-3000-B</p><p>　　圖3-4 10kV側(cè)接線</p><p>　　圖3-5 電氣主接線圖第一方案</p><p><b>　　220KV旁母</b></p><p>　　220KVⅠ母220KVⅡ母</p><p><b>　　10KV</b>&l

63、t;/p><p>　　1#主變 2#主變</p><p><b>　　110KVⅡ母</b></p><p><b>　　110KVⅠ母</b></p><p><b>　　110KV旁母</b></p><p>　　圖3-6 電氣主接線圖第二方案<

64、;/p><p><b>　　3.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　根據(jù)分析，以上兩個方案中（圖3-5、圖3-6），方案一的可靠性更高，電能質(zhì)量保障更好，運行及檢修更加靈活，因此，本次設計選擇方案一。</p><p><b>　　短路電流的計算</b></p><p><b>　　4.1

65、 短路計算點</b></p><p>　　短路點4個：220kV母線短路（1點），110kV母線短路（2點），10kV母線短路(限流電抗器前)（3點）。10kV母線短路(限流電抗器后)（4點）。</p><p>　　4.2 變壓器電抗值計算</p><p>　　(4-1) </p><p>　　基準容量取Sj＝10

66、00MVA，則</p><p>　　變壓器各側(cè)電抗標么值為：</p><p><b>　　(4-2)</b></p><p>　　4.3 調(diào)相機電抗標幺值</p><p><b>　　由已知條件得</b></p><p><b>　　(4-3)</b>&

67、lt;/p><p>　　4.4 線路標幺阻抗值</p><p><b>　　220kV線路：</b></p><p><b>　　(4-4)</b></p><p><b>　　110kV線路：</b></p><p><b>　　(4-5)<

68、;/b></p><p>　　4.5系統(tǒng)標幺阻抗圖</p><p>　　系統(tǒng)的表壓阻抗圖如下圖4-1，簡化圖如圖4-2</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)標幺阻抗圖</p><p><b>　　圖4-2 簡化圖</b></p><p>　　4.6 短路電流計算</p><

69、p>　　短路電流計算公式如下：</p><p>　　1、短路電流周期分量起始有效值：</p><p><b>　　(4-6)</b></p><p>　　2、短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)有效值：</p><p><b>　　(4-7)</b></p><p>　　3、短路沖擊電

70、流峰值： </p><p><b>　　(4-8)</b></p><p>　　4、短路全電流有效值：</p><p><b>　　(4-9)</b></p><p>　　注：(1)由于遠離發(fā)電廠，故確定短路電流周期分量的起始值與i∞時相等,且在進行熱效應計算時也忽略了非周期分量部分</p&g

71、t;<p>　　(2)Kch為短路沖擊系數(shù)，在此處取1.8(遠離發(fā)電廠的地點)。</p><p>　　(3)經(jīng)計算：IB(220)=2.51kA，IB(110)=5.02kA，IB(10)=54.986kA</p><p>　　短路電流計算結(jié)果如表4-1</p><p>　　表4-1 短路電流計算結(jié)果</p><p><b

72、>　　4.7 本章小結(jié)</b></p><p>　　短路是電力系統(tǒng)中最常見最嚴重的一種故障。在電力系統(tǒng)設計和運行的許多工作中，都必須有短路計算的結(jié)果做依據(jù)。本章就通過所給數(shù)據(jù)，對短路電流做出了詳細計算。</p><p><b>　　電氣設備的選擇</b></p><p>　　5.1 各級電壓母線的選擇</p>&

73、lt;p>　　選擇配電裝置中各級電壓母線，主要應考慮如下內(nèi)容：</p><p>　　(1)選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；</p><p>　　(2)選擇母線截面的大??；</p><p>　　(3)檢驗母線短路時的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定；</p><p>　　(4)對110kV及以上母線，應進行電暈電壓校驗；</p><p&

74、gt;　　(5)對于重要母線和大電流母線，為避免共振，應校驗母線自振頻率</p><p>　　5.1.1 220kV母線的選擇</p><p>　　(1)按長期持續(xù)允許工作電流選擇導體</p><p>　　一般情況下，3/2接線進行成串配置時，如有一串配兩條線路，應將電源線路和負荷線路配成一串[1]。所以220kV系統(tǒng)的功率交換并非全部經(jīng)過母線，所以母線上可能通過的

75、長期最大負荷按經(jīng)驗推斷為</p><p><b>　　S=600MVA</b></p><p>　　此時，220kV母線持續(xù)工作電流為：</p><p>　　kA (5-1)</p><p>　　長期發(fā)熱允許電流校驗：</p><p><b>　　(5-2)

76、</b></p><p><b>　　溫度修正系數(shù)</b></p><p><b>　　(5-3)</b></p><p>　　應選擇標準條件下額定載流在1.732/0.8=2.165A以上的導體。</p><p>　　故，初選LGJ800/55型鋼芯鋁絞線兩根并聯(lián)作為220kV母線，其

77、標準條件下載流2322A。</p><p><b>　　(5-4)</b></p><p>　　導線截面為S=2×800=1600mm2</p><p>　　由于220kV最小導體外徑為30mm時可不進行電暈檢驗，該母線直徑為100mm，故無須校驗電暈電壓。</p><p>　　(2)對導體進行熱穩(wěn)定校驗：&l

78、t;/p><p><b>　　校驗公式：</b></p><p><b>　　(5-5)</b></p><p>　　式中:C為熱穩(wěn)定系數(shù)，本母線計算中取87（按70℃下計算）</p><p>　　為鋼芯附加發(fā)熱系數(shù)，取0.87</p><p>　　Qd=Q0.2+Qf；Qf為短

79、路電流非周期分量的熱效應，按短路電流計算部分的注1，Qf應舍去</p><p>　　Q0.2為0.2s時短路電流周期分量的熱效應，計算方法是</p><p><b>　　(5-6)</b></p><p>　　其中I’’=I’’(0.1)= I’’(0.2) =39.3kA</p><p>　　經(jīng)計算: Q0.2＝308

80、.898kA2·s</p><p><b>　　(5-7)</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p>　　5.1.2 220kV出引下線的選擇</p><p><b>　　(1)導體選擇</b></p><p&g

81、t;　　線路線引下線、設備連接線為使安裝方便，均采用軟導線連接。選用2×LGJ400/35型導線。其標準條件下載流1742A。</p><p>　　(2)工作電流校驗：</p><p>　　導線發(fā)熱允許持續(xù)電流為</p><p>　　A (5-8)</p><p><b>　　線路最大負

82、荷電流</b></p><p><b>　　(5-9)</b></p><p><b>　　(3)電暈校驗：</b></p><p><b>　　此處無需電暈校驗</b></p><p><b>　　(4)熱穩(wěn)定校驗：</b></p>

83、;<p><b>　　(5-10)</b></p><p>　　熱穩(wěn)定校驗合格。 </p><p>　　5.1.3 220kV主變引下線的選擇</p><p><b>　　(1)導體選擇</b></p><p>　　主變進線引下線、設備連接線為使安裝方便，均采用軟導線連接。

84、選用LGJ500/35型導線。其標準條件下載流966A，導線外徑30mm。</p><p>　　(2)工作電流校驗：</p><p>　　導線發(fā)熱允許持續(xù)電流為：</p><p>　　A (5-11) </p><p><b>　　導線最大負荷電流</b></p

85、><p><b>　　(5-12)</b></p><p>　　(3)電暈校驗：由于導線外徑為30mm，可不校驗。</p><p><b>　　(4)熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　(5-13)</b></p><p><b>　

86、　熱穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p>　　注：按220kV母線短路電流計算。</p><p>　　110kV母線及旁路母線的選擇</p><p>　　(1)按長期持續(xù)允許工作電流選擇導體</p><p>　　按母線上可能通過的長期最大負荷電流選擇導體截面，當所有出線達到最大輸送容量時，母線上交換的容量將達到</p>

87、;<p>　　S=90+180=270MVA</p><p>　　此時，110kV母線持續(xù)工作電流為：</p><p>　　A (5-14)</p><p>　　初選鋁錳合金管型母線LF21-100/90，其標準條件下載流2054A。</p><p><b>　　(5-15)</b>

88、</p><p>　　LF21-100/90導體參數(shù)如下：</p><p>　　相間距離a=3000mm</p><p>　　支撐及固定方式：多等跨簡支（一階α=4.73 Nf=3.56）</p><p>　　導體截面為S=806mm2</p><p>　　最高溫度70℃時的長期允許載流2782A長期發(fā)熱允許電流校

89、驗：</p><p>　　(2)工作電流校驗：</p><p><b>　　(5-16)</b></p><p><b>　　校驗合格。</b></p><p>　　(3)電暈校驗：由于導線外徑大于30mm，可不校驗。</p><p><b>　　(4)熱穩(wěn)定校驗：

90、</b></p><p><b>　　(5-17)</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p>　　注：按110kV母線短路電流計算。</p><p>　　110kV引下線及設備連接線的選擇</p><p><b>　　

91、(1)導體選擇</b></p><p>　　線路線引下線、設備連接線為使安裝方便，均采用軟導線連接。選用LGJ240/30型導線。其標準條件下載流687A。</p><p>　　(2)工作電流校驗：</p><p>　　導線發(fā)熱允許持續(xù)電流為：</p><p>　　A (5-18)</p>

92、<p><b>　　線路最大負荷電流</b></p><p><b>　　(5-19)</b></p><p><b>　　(3)電暈校驗：</b></p><p>　　規(guī)程規(guī)定，110kV可不進行電暈校驗的最小導體型號為LGJ-70，φ30mm，所以本導線可不進行電暈校驗。</p

93、><p><b>　　(4)熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　(5-20)</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p>　　注：按110kV母線短路電流計算。</p><p>　　110kV主變引下線及設備連

94、接線的選擇</p><p><b>　　(1)導體選擇</b></p><p>　　主變引下線、設備連接線為使安裝方便，均采用軟導線連接。選用2×LGJ500/35型導線。其標準條件下載流2123A。</p><p>　　(2)工作電流校驗：</p><p>　　導線發(fā)熱允許持續(xù)電流為：</p>

95、<p>　　A (5-21)</p><p><b>　　線路最大負荷電流</b></p><p><b>　　(5-22)</b></p><p><b>　　(3)電暈校驗：</b></p><p>　　規(guī)程規(guī)定，110kV可不進行電

96、暈校驗的最小導體型號為LGJ-70，φ30mm，所以本導線可不進行電暈校驗。</p><p><b>　　(4)熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　(5-23)</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p>　　5.1.7 主變低壓

97、側(cè)10kV過橋母線與母線的選擇</p><p>　　(1)按長期持續(xù)允許工作電流選擇導體</p><p>　　根據(jù)一次主接線方案，一臺主變10kV停電檢修的情況下，另一臺主變要承擔全部負荷的70%，即：S=500kVA </p><p>　　最大持續(xù)工作電流為：</p><p>　　A (5-24)</p>&

98、lt;p>　　應選擇標準條件下額定載流在2886/0.8=3608A以上的導體。可選用：</p><p>　　3×LMY-125×10矩形銅導體三條平放，其長期允許載流可達3017A</p><p>　　LMY-125×10導體參數(shù)如下：</p><p>　　相間距離a=3000mm</p><p>　　支

99、撐及固定方式：多等跨簡支（一階α=4.73 Nf=3.56）</p><p>　　導體截面為S=806mm2</p><p>　　最高溫度70℃時的長期允許載流2782A長期發(fā)熱允許電流校驗：</p><p>　　(2)工作電流校驗：</p><p>　　A (5-25)</p><p><b

100、>　　校驗合格</b></p><p>　　(3)電暈校驗：由于導線外徑大于30mm，可不校驗。</p><p><b>　　(4)熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　(5-26)</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗合格。</b>&l

101、t;/p><p>　　10kV出線電纜的選擇</p><p>　　(1)按長期持續(xù)允許工作電流選擇導體</p><p>　　按線路上可能通過的長期最大負荷電流選擇導體截面，當所有本線路達到最大輸送容量時</p><p>　　A (5-27)</p><p>　　應選擇標準條件下額定載流在577/0.8=

102、722A以上的導體?？蛇x用：</p><p>　　2×YJLV22-3×240電纜2條平放，其在直埋地下敷設方式的長期允許載流為731A</p><p>　　(2)工作電流校驗：</p><p><b>　　(5-28)</b></p><p><b>　　校驗合格</b><

103、;/p><p>　　(3)電暈校驗：由于導線外徑大于30mm，可不校驗。</p><p><b>　　(4)熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　mm2 (5-29)</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗合格(式中C取149)。</p><p>　　斷路器隔離開關的選擇</p&g

104、t;<p>　　斷路器形式的選擇。除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于安裝、調(diào)試和運行維護。</p><p>　　5.2.1 220kV斷路器和隔離開關的選擇</p><p>　　(1)線路斷路器的選擇</p><p><b>　　a、基本條件</b></p><p><b>　　持續(xù)工

105、作電流為：</b></p><p>　　A (5-30)</p><p>　　周期分量熱校驗（3S）：</p><p>　　kA2·S (5-31)</p><p>　　不考慮非周期分量，則短路電流引起的熱效應為：</p><p>　　Qk＝Q

106、p＝4633kA2·S</p><p>　　沖擊電流：ich＝100.2kA</p><p>　　b、列出斷路器的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較(見表5-1)。</p><p>　　表5-1 斷路器參數(shù)對照表</p><p><b>　　c、選擇結(jié)果：</b></p><p>　　由選擇

107、表可見各項條件均能滿足，故選斷路器LW6-220W合格。</p><p>　　(2)線路及PT隔離開關選擇：</p><p><b>　　a、基本條件</b></p><p>　　周期分量熱效應（3秒熱穩(wěn)定要求）：</p><p>　　kA2·S (5-32)</p&g

108、t;<p>　　不考慮非周期分量，則短路電流引起的熱效應為：</p><p>　　Qk＝Qp＝4633kA2·S</p><p>　　列出隔離開關有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。</p><p>　　b、列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。</p><p><b>　　選擇結(jié)果見表5-2</b

109、></p><p>　　表5-2 隔離開關參數(shù)對照表</p><p><b>　　c、選擇結(jié)果</b></p><p>　　由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，GW7-220DW滿足校驗要求。</p><p>　　(3)主進隔離開關選擇：</p><p><b>　　a、基本條件&l

110、t;/b></p><p><b>　　持續(xù)工作電流為：</b></p><p>　　A (5-33)</p><p>　　周期分量熱校驗（3S）：</p><p>　　kA2·S (5-34)</p><p>　　不考

111、慮非周期分量，則短路電流引起的熱效應為：</p><p>　　Qk＝Qp＝4633kA2·S</p><p>　　沖擊電流：ich＝100.2kA</p><p>　　b、列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。</p><p><b>　　選擇結(jié)果見表5-3</b></p><p&g

112、t;　　表5-3 隔離開關參數(shù)對照表</p><p><b>　　c、選擇結(jié)果</b></p><p>　　由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，GW7-220DW滿足校驗要求。</p><p>　　說明：所選隔離開關主刀及地刀的動熱穩(wěn)定參數(shù)全部一致，且已考慮海拔高度、環(huán)境溫度、風壓、地震烈度、覆冰等環(huán)境條件。</p><p&g

113、t;　　帶地刀的選用根據(jù)實際情況選擇，見電氣主接線圖。</p><p>　　5.2.2 110kV斷路器和隔離開關的選擇</p><p>　　由于110kV級斷路器及隔離開關在1000A及以下的設備價差很小，根據(jù)支路工作電流496A，總路及母聯(lián)工作電流992A的情況，可以統(tǒng)一選擇斷路器。</p><p><b>　　(1)斷路器的選擇</b>&

114、lt;/p><p><b>　　a、基本條件參數(shù)</b></p><p>　　斷路器最大持續(xù)工作電流為：</p><p>　　A (5-35)</p><p>　　熱效應計算，只計周期分量（3S）：</p><p>　　kA2·S (5-36)

115、</p><p>　　本次設計不考慮非周期分量，則短路電流引起的熱效應為：</p><p>　　Qk＝Qp＝613kA2·S</p><p>　　沖擊電流：ich＝36kA</p><p>　　列出斷路器的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。</p><p>　　b、選擇過程見表5-4</p>&l

116、t;p>　　表5-4 斷路器參數(shù)對照表</p><p><b>　　c、選擇結(jié)果</b></p><p>　　由選擇表可見各項條件均能滿足，故選斷路器 LW6-110ⅡW合格。</p><p>　　(2)主變與母聯(lián)隔離開關選擇：</p><p><b>　　a、基本條件</b></p&

117、gt;<p>　　熱效應計算，只計周期分量（3S）：</p><p>　　kA2·S (5-37)</p><p>　　本次設計不考慮非周期分量，則短路電流引起的熱效應為：</p><p>　　Qk＝Qp＝613kA2·S</p><p>　　b、列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計

118、算數(shù)據(jù)進行比較。</p><p><b>　　選擇結(jié)果見表5-5</b></p><p>　　表5-5 隔離開關參數(shù)對照表</p><p><b>　　c、選擇結(jié)果</b></p><p>　　由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，GW4-110IVDW滿足校驗要求。</p><p&

119、gt;　　(3)線路隔離開關選擇：</p><p><b>　　a、基本條件</b></p><p>　　隔離開關最大持續(xù)工作電流為：</p><p>　　A (5-38)</p><p>　　熱效應計算，只計周期分量（3S）：</p><p>　　kA2·S

120、 (5-39)</p><p>　　本次設計不考慮非周期分量，則短路電流引起的熱效應為：</p><p>　　Qk＝Qp＝613kA2·S</p><p>　　b、列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。</p><p><b>　　選擇結(jié)果見表5-6</b></p>

121、<p>　　表5-6 隔離開關參數(shù)對照表</p><p><b>　　c、選擇結(jié)果</b></p><p>　　由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，GW4-110IVDW與GW16-110W滿足校驗要求。</p><p>　　5.2.3 10kV斷路器和隔離開關的選擇</p><p>　　(1)進線及母聯(lián)斷路

122、器的選擇</p><p><b>　　a、基本條件參數(shù)</b></p><p>　　斷路器最大持續(xù)工作電流為：</p><p>　　A (5-40)</p><p>　　熱效應計算，只計周期分量（4S）：</p><p>　　kA2·S (

123、5-41)</p><p>　　本次設計不考慮非周期分量，則短路電流引起的熱效應為：</p><p>　　Qk＝Qp＝2540kA2·S</p><p>　　沖擊電流：ich＝68.1kA</p><p>　　列出斷路器的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。</p><p>　　b、選擇過程見表5-7</p

124、><p>　　表5-7 斷路器參數(shù)對照表</p><p><b>　　c、選擇過程果:</b></p><p>　　從表中可見各項條件均能滿足，故選ZN22-10真空斷路器作為10kV主進與母聯(lián)斷路器。</p><p>　　(2)主進限流電抗器前隔離開關選擇：</p><p><b>　　a

125、、基本條件參數(shù)</b></p><p><b>　　工作電流為：</b></p><p>　　A (5-42) </p><p>　　熱效應計算，只計周期分量（4S）：</p><p>　　kA2·S (5-43)</p><

126、;p>　　本次設計不考慮非周期分量，則短路電流引起的熱效應為：</p><p>　　Qk＝Qp＝18605kA2·S</p><p>　　沖擊電流：ich＝173.9kA</p><p>　　b、列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較（見表5-8）。</p><p>　　表5-8 隔離開關參數(shù)對照表</p>

127、<p><b>　　c、選擇結(jié)果：</b></p><p>　　從表中可見各項條件均能滿足，故選GN10-20隔開作為主變10kV側(cè)限流電抗器前隔離開關</p><p>　　(3)進線及母聯(lián)其它隔離開關的選擇</p><p><b>　　a、基本條件參數(shù)</b></p><p>　　斷路

128、器最大持續(xù)工作電流為：</p><p>　　A (5-44)</p><p>　　熱效應計算，只計周期分量（4S）：</p><p>　　kA2·S (5-45)</p><p>　　本次設計不考慮非周期分量，則短路電流引起的熱效應為：</p><p>　　Q

129、k＝Qp＝2540kA2·S</p><p>　　沖擊電流：ich＝68.1kA。</p><p>　　b、列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較（見表5-9）。</p><p>　　表5-9 隔離開關參數(shù)對照表</p><p><b>　　c、選擇結(jié)果：</b></p><p>