220kV變電站設(shè)計

1、編號（學(xué)號）：屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計姓 名：專 業(yè)：班 級：學(xué) 號：所在學(xué)院：指導(dǎo)教師：完成日期：本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）原創(chuàng)性及知識產(chǎn)權(quán)聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的成果。對本論文研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，及本文引用他人研究成果的均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)論文引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。本畢業(yè)論文成果歸 所有。特此聲明畢業(yè)論文作者簽名：作者專業(yè)：作者學(xué)號：目 錄摘要關(guān)鍵詞前言畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書第一章 對待設(shè)計變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用及電力用戶的分析 7第二章 主變壓器的選擇 7第一節(jié) 主變?nèi)萘?、參?shù)確定

2、 7第二節(jié) 過載能力校驗 9第三章 主接線的確定 10第一節(jié) 主接線方案擬定 10第二節(jié) 主接線確定 12第四章 電氣設(shè)備的選擇與校驗 14第一節(jié) 短路電流計算 14第二節(jié) 220KV高壓斷路器的選擇與校驗 25第三節(jié) 220KV隔離開關(guān)型號、參數(shù)選擇與校驗 27第四節(jié) 10KV高壓斷路器的選擇與校驗 28第五節(jié) 10KV隔離開關(guān)型號、參數(shù)選擇與校驗 31第六節(jié) 母線型號及規(guī)格選擇及校驗 33第七節(jié) 互感器的配置 41第五章 所用電的接線方式與所用變壓器的選擇44第一節(jié) 所用電的接線方式確定44第二節(jié) 所用變壓器的選擇46第六章 防雷規(guī)劃46參考文獻(xiàn)致謝220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計

3、摘 要本畢業(yè)設(shè)計是對220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計，說明書的主要設(shè)計內(nèi)容為擬訂電氣主接線方案并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、最大運行方式下短路電流計算、電氣設(shè)備的選擇、防雷規(guī)劃。畢業(yè)設(shè)計是實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，能夠使我在大學(xué)四年里所學(xué)的所有專業(yè)理論知識，在畢業(yè)實習(xí)期間從發(fā)電廠和電網(wǎng)中學(xué)習(xí)了實際工程知識并進(jìn)行了綜合應(yīng)用，鞏固和加深對專業(yè)知識的理解，通過畢業(yè)設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)掌握變電所設(shè)計的基本技能，培養(yǎng)和提高獨立分析和解決實際工程問題的能力。關(guān)鍵詞畢業(yè)設(shè)計；電氣主接線；短路電流；變壓器保護(hù)前 言電能有許多的有點，是運用相當(dāng)廣泛的清潔能源，隨著電力工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,電力已成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可

4、缺少的動力，并廣泛應(yīng)用于一切生產(chǎn)和日常生活方面。我們這次設(shè)計的題目是：220 KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計。設(shè)計變電所在城市近郊，向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。確定本變電所的電壓等級為220/110/10KV，220KV是本變電所的電源電壓，110KV和10KV是二次電壓。待設(shè)計變電所的電源，由雙回220KV線路送到本變電所；在中壓側(cè)110KV母線，送出2回線路，主要供給煉鋼廠（一類負(fù)荷），最大負(fù)荷為42000KW,其中重要負(fù)荷占65%，COS=0.95；在低壓側(cè)10KV母線，送出12回線路，主要給部分工廠和民用（主要為二三類負(fù)荷），最大負(fù)荷為9800KW，其中重要負(fù)荷

5、占62%；在本所220KV母線有三回輸出線路。最大負(fù)荷利用小時數(shù)，同時率取0.9，線路損耗取5%。該變電所的所址，地勢平坦，交通方便。我們組于12月1日接到設(shè)計任務(wù)書，我們組有3人相互配合完成本次設(shè)計任務(wù)，主要設(shè)計內(nèi)容為：1.選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型2. 設(shè)計本變電所電氣主接線，選出數(shù)個電氣主接線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定一個最佳方案3.進(jìn)行必要的短路電流計算4.選擇和校驗所需的電氣設(shè)備5.選擇所用電接線方式和所用變壓器6.進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計。設(shè)計任務(wù)于2009年6月26日之前完成。我在本次畢業(yè)設(shè)計中承擔(dān)的主要設(shè)計任務(wù)是：1. 短路電流計算 2. 220KV高壓斷路器的選擇與校驗

6、3. 220KV隔離開關(guān)型號、參數(shù)選擇與校驗 4. 10KV高壓斷路器的選擇與校驗 5. 10KV隔離開關(guān)型號、參數(shù)選擇與校驗 6. 母線型號及規(guī)格選擇及校驗 7. 互感器的配置握們組在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，始終本著綜合運用理論知識和符合畢業(yè)設(shè)計要求而展開設(shè)計工作。查閱了發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、高電壓技術(shù)等課程的內(nèi)容，查閱了電力工程設(shè)計手冊和標(biāo)準(zhǔn)，在次基礎(chǔ)上擬定了電氣主接線，進(jìn)行了短路電流的計算和電氣設(shè)備的選擇，進(jìn)行了繼電保護(hù)的整定計算，最后根據(jù)設(shè)計要求繪出降壓變電所電氣主接線圖。這次設(shè)計檢驗了我在大學(xué)四年里所學(xué)的所有專業(yè)知識和實習(xí)期間所獲得的生產(chǎn)知識。從而鞏固、加深專業(yè)

7、知識，學(xué)習(xí)和掌握水電站設(shè)計的基本方法和技能，還培養(yǎng)和提高獨立分析和解決實習(xí)工程問題的能力。設(shè)計人：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：220 KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計我們這次設(shè)計的題目是：220 KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計。設(shè)計變電所在城市近郊，向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。確定本變電所的電壓等級為220/110/10KV，220KV是本變電所的電源電壓，110KV和10KV是二次電壓。待設(shè)計變電所的電源，由雙回220KV線路送到本變電所；在中壓側(cè)110KV母線，送出2回線路，主要供給煉鋼廠（一類負(fù)荷），最大負(fù)荷為42000KW,其中重要負(fù)荷占65%，COS=0.9

8、5；在低壓側(cè)10KV母線，送出12回線路，主要給部分工廠和民用（主要為二三類負(fù)荷），最大負(fù)荷為9800KW，其中重要負(fù)荷占62%；在本所220KV母線有三回輸出線路。最大負(fù)荷利用小時數(shù)，同時率取0.9，線路損耗取5%。該變電所的所址，地勢平坦，交通方便，環(huán)境最高溫度為40C。通過選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型，設(shè)計本變電所電氣主接線，選出數(shù)個電氣主接線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定一個最佳方案。進(jìn)行必要的短路電流計算，選擇選擇和校驗所需的電氣設(shè)備。并進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計。待設(shè)計變電所與電力系統(tǒng)的連接情況如下：二、設(shè)計內(nèi)容：1.本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型。2.設(shè)計本變電所電氣主接線。3.進(jìn)行

9、短路電流計算。4.選擇和校驗所需的電氣設(shè)備。5.選擇所用電接線方式和所用變壓器。6.進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計。7.提交用A4紙打印的設(shè)計說明書；8.提交采用CAD繪制A3電氣主接線圖。第一章 對待設(shè)計變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用及電力用戶的分析設(shè)計變電所在城市近郊，向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。220KV有7回線路；110KV送出2回線路；在低壓10KV有12回線路?？芍撟冸娝鶠闃屑~變電所。另外變電所的所址，地勢平坦，交通方便。第二章 主變壓器的選擇變壓器臺數(shù)和容量的選擇直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)依據(jù)電力系統(tǒng)5-10年的發(fā)

10、展規(guī)劃負(fù)荷、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。選擇主變壓器型式時，應(yīng)考慮以下問題：相數(shù)、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)、 繞組接線組別（在電廠和變電站中一般都選用YN，d11常規(guī)接線）、調(diào)壓方式、 冷卻方式。容量為300MW及以下機(jī)組單元鏈接的主變壓器和330KV及以下電力系統(tǒng)中，在不受運輸條件限制時，應(yīng)選用三相變壓器。由于本變電所具有三種電壓等級220KV、110KV、10KV，各側(cè)的功率均達(dá)到變壓器額定容量的15%以上，低壓側(cè)需裝設(shè)無功補償，因此主變壓器宜采用三繞組變壓器，且本變電所的接地方式適合采用自耦變壓器。由于本所是樞紐變電所，在中低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)

11、，變電所應(yīng)設(shè)置2臺主變壓器。因此本所選用兩臺同樣型號的無勵磁調(diào)壓三繞組自耦變壓器。當(dāng)系統(tǒng)處于最大運行方式時兩臺變壓器同時投入使用，最小運行方式或檢修時只投入一臺變壓器且能滿足供電要求。介于本地區(qū)的自然地理環(huán)境以及變電所本身的特點，冷卻方式采用自然風(fēng)冷卻。第一節(jié) 主變?nèi)萘俊?shù)確定一、變壓器容量的確定（一）主變壓器容量一般按變電所建成510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到運期1020年負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)于城市規(guī)劃相結(jié)合。（二）變壓器的最大負(fù)荷為。根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能

12、力后允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對具有兩臺主變壓器的變電所，其中一臺主變壓器的容量應(yīng)大于等于全負(fù)荷的70%或者全部重要負(fù)荷。兩者中，取最大值作為確定主變壓器的容量的依據(jù)?？紤]到變壓器每天的負(fù)荷不是均衡的，計及欠負(fù)荷期間節(jié)省的使用壽命，可用于在過負(fù)荷期間中消耗，故可選較小容量的主變壓器作為過負(fù)荷計算，以節(jié)省主變壓器的投資。最小的主變壓器容量為：34.35MVA二、變壓器參數(shù)的確定表21變壓器的參數(shù)型號OSFP740000/220額定容量（kVA）40000電壓組合及其分接頭范圍高壓(kV)22022.5%中壓(kV)121低壓(kV)10.5連接組標(biāo)號YN,a0,d11空載損耗(kW

13、)33負(fù)載損耗(kW)135空載電流(%)0.8阻抗電壓(%)高 中8 10高 低2834中 低1824注 1容量分配為100/100/50.2電力工程專業(yè)設(shè)計指南第二版之繼電保護(hù)分冊P161附表213. 第一部分：O:自耦 第二部分S：三相 第三部分：F: 風(fēng)冷 由表所知： =由此可計算出各繞組的等值電抗如下： 歸算到220KV側(cè)得：選取基準(zhǔn)值,化為標(biāo)幺值為：第二節(jié) 過載能力校驗經(jīng)計算，一臺主變壓器應(yīng)接待的負(fù)荷為34350KVA，先選用兩臺31500KVA的變壓器進(jìn)行正常過負(fù)荷能力校驗。先求出變壓器低載運行時的欠負(fù)荷系數(shù)為由及過負(fù)荷小時數(shù)T查“變壓器正常過負(fù)荷曲線”得過負(fù)荷倍數(shù)。得變壓器的正

14、常過載能力,故需加大主變壓器的容量，考慮到今后的發(fā)展，故選用兩臺OSFP740000/220三繞組變壓器。第三章 主接線的確定第一節(jié) 主接線方案擬定電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身運行的可靠性、靈敏性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇，配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定主接線方案。一、 電氣主接線的設(shè)計原則電氣主接線設(shè)計的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國情”的電力建設(shè)與發(fā)展

15、方針，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實際的具體特點，準(zhǔn)確掌握原始資料，在保證設(shè)計方案的供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的情況下，兼顧運行、維護(hù)方便，盡可能節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)計的先進(jìn)性和可靠性，堅持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。二、主接線的設(shè)計依據(jù)在選擇電氣主接線時，應(yīng)以下面各點作為設(shè)計依據(jù)；（一）在電力系統(tǒng)中的地位和作用電力系統(tǒng)中的變電所有系統(tǒng)樞紐變電所、地區(qū)重要變電所和一般變電所三種類型。一般系統(tǒng)樞紐變電所匯集多個大電源，進(jìn)行系統(tǒng)功率交換和以中壓供電，電壓為330500KV；地區(qū)重要變電所，電壓為220330KV，一般變電所為終端和分支變電所，電壓為110KV；但也有22

16、0KV。（二）所的分期和最終建設(shè)規(guī)模變電所根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計，一般裝設(shè)兩臺（組）主變壓器；當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時，330500KV樞紐變電所也可裝設(shè)34臺（組）主變壓器；終端或分支變電所如只有一個電源時，可只裝設(shè)一臺主變壓器。（三）負(fù)荷大小的重要性1、對于一級負(fù)荷必須有兩個獨立的電源供電，且當(dāng)任何一個電源失去后，能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。2、對于二級負(fù)荷一般要有兩個獨立電源供電，且當(dāng)任何一個電源失去后，能保證對全部或大部分二級負(fù)荷不間斷供電。3、對于三級負(fù)荷一般只要一個電源供電。（四）系統(tǒng)備用容量大小裝有兩臺（組）及以上主變壓器的變電所，其中一臺（組）事故斷開，其余主變壓

17、器的容量應(yīng)保證該所70%的全部負(fù)荷，在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證擁護(hù)的一級和二級負(fù)荷。系統(tǒng)備用容量的大小將會影響運行方式的變化。例如：檢修母線或斷路器時，變壓器或發(fā)電機(jī)停運；故障時允許切除的線路、變壓器和機(jī)組的數(shù)量等。設(shè)計主接線時，應(yīng)充分考慮這個因素。三、 主接線設(shè)計的基本要求主接線應(yīng)滿足可靠性、靈敏性和經(jīng)濟(jì)性三個要求（一） 可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先滿足這個要求具體如下；1、斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。2、斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回數(shù)和停運的時間，并保證對一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電。3、盡量避免變電所的停運的可靠性

18、（二） 靈敏性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建的靈敏性。1、調(diào)度時應(yīng)可以靈敏地投入和切除電壓的線路，滿足系統(tǒng)在事故運行方式，檢修運行方式以及特殊運行下的系統(tǒng)調(diào)度要求。2、檢修時可方便地停運斷路器母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)用戶的供電。3、擴(kuò)建時可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連接供電或停電時間最短的情況下投入變壓器或線路而互不干擾，并且對一級和二級部分的改建工作量最少。（三） 經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性、靈敏性的要求下做到經(jīng)濟(jì)合理，即要做到節(jié)省一次投資、占地面積要少、電能損耗少。第二節(jié) 主接線確定一、主接線的設(shè)計方案根據(jù)以上原則結(jié)合所給的設(shè)計任務(wù)書，電氣主接線擬定

19、以下兩個方案，如圖所示； 方案：220KV側(cè)采用單母線帶旁路母線，110KV采用單母分段接線，10KV采用單母分段接線。如圖31所示：圖31 電氣主接線方案（1）方案：220KV側(cè)采用雙母接線，110KV采用內(nèi)橋式，10KV單母分段接線。如圖3-2所示：圖32 電氣主接線方案（2）二、主接線方案的確定表31 方案與方案的綜合比較方案項目方案方案可靠性1、主接線簡單清晰、設(shè)備少2、采用單母帶旁母線接線，出線及主線間隔斷路器檢修，不需停電，母線檢修或故障時，220KV配電裝置全停，供電不可靠3、配置不太合理，兩回線路中同時出現(xiàn)故障的概率很小1、主接線復(fù)雜、采用設(shè)備較多2、采用雙母接線，任一條母線或

20、母線上的設(shè)備檢修，不需要停掉線路，供電可靠3、配置合理，兩回線路中同時出現(xiàn)故障的概率很小靈活性1、運行方式簡單，易于操作2、各種電壓等級均便于擴(kuò)建1、變壓器接在不同的母線上，負(fù)荷分配均勻，調(diào)度靈活方便，運行方式相對復(fù)雜、操作煩瑣2、各種電壓等級便于擴(kuò)建經(jīng)濟(jì)性設(shè)備少、占地面積小，投資相對較小設(shè)備多、占地面積大，投資相對較大按SDJ288220500KV變電所設(shè)計規(guī)程規(guī)定，“220KV配電裝置出線在4回以上時，宜采用雙母線及他接線”。 其由于本工程220KV斷路器采用斷路器，其檢修周期長，可靠性高，故不可設(shè)旁母線。由于有兩回線路，一回線路停運時，仍滿足N-1原則，所以，220KV宜采用雙母接線。對

21、110KV側(cè)的接線方式，出線僅為兩回，按照規(guī)按照規(guī)程要求，宜采用橋式接線，以雙回線向煉鋼廠供電?？紤]到主變不會經(jīng)常投切，和對線路操作和檢修的方便性，采用內(nèi)橋接線。對10KV側(cè)的接線方式，按照規(guī)程要求，采用單母分段接線。綜上比較，最終確定方案為最佳方案。第四章 電氣設(shè)備的選擇與校驗電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運行和短路狀態(tài)時，都必須安全可靠地運行。為了保證電氣裝置的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇設(shè)計，必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運行方便和為今后的發(fā)展擴(kuò)建留有一定余地。電氣設(shè)備選擇一般要求有以下幾點：（

22、1）該滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的運行要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；（2）按照當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；（3）力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；（4）與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)相一致；（5）同類設(shè)備盡量減少品種，以減少備品備件，方便運行管理。（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。電氣設(shè)備選擇的一般原則有：（1）按正常工作條件選擇 （2）按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗 （3）按環(huán)境條件校核第一節(jié) 短路電流計算一、短路電流計算的目的（一）電氣主接線的比較與選擇；（二）選擇導(dǎo)線的電氣設(shè)備；（三）確定中性點的接地方式；（四）計算軟導(dǎo)線的短路搖擺；（五）定

23、分裂導(dǎo)線間隔棒的距離；（六）驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；（七）選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算。二短路電流實用計算中，采用以下假設(shè)條件和原則：（一）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。（二）所有電源的電勢相位角相同。（三）系統(tǒng)中同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)的影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相差120電氣角度。（四）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。（五）除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計。（六）輸電線路的電容略去不計。三計算步驟（一） 選擇并標(biāo)示設(shè)計中計算的短路點

24、。（二） 畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。（三） 化簡等值網(wǎng)絡(luò)，為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。（四） 求計算電抗（五） 由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。（六） 計算無限大容量(或=3)的電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。（七） 計算短路電流周期分量有名值和短路容量。（八） 計算短路電流沖擊值。（九） 計算異步電動機(jī)供給的短路電流。（十） 繪制短路電流計算結(jié)果表。四短路計算已知數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)G-1，G-2，G-3，G-4：每臺50MW,，；變壓器T-1, T-2

25、, T-3, T-4:每臺63MVA,；發(fā)電機(jī)G-5，G-6：每臺200MW，；變壓器T-5, T-6：每臺240MVA，；線路L-1:250,;線路線路L-1L-2:267,;線路L-3:240,;線路L-4:260,;線路L-5:250,。五各電氣元件的電抗標(biāo)幺值計算及等值網(wǎng)絡(luò)的制定、化簡（一）選取,，計算如下：1、發(fā)電機(jī)G-1，G-2，G-3，G-4電抗參數(shù)：2、發(fā)電機(jī)G-5，G-6電抗參數(shù)：3、變壓器T-1, T-2, T-3, T-4電抗參數(shù):4、變壓器T-5, T-6電抗參數(shù):5、線路L-1， L-2， L-3， L-4，L-5電抗參數(shù)：（二）等值網(wǎng)絡(luò)的制定與化簡系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖

26、41所示，將其化簡后的圖42。合并再與串聯(lián)得合并再與串聯(lián)得與串聯(lián)得圖41 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖圖42 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖的化簡六、系統(tǒng)最大運行方式下短路電流計算（一）最大、最小運行方式的含義:通過保護(hù)裝置（斷路器）的短路電流為最大時的系統(tǒng)的運行方式為最大運行方式，此時的短路電流可作為高壓開關(guān)設(shè)備的選擇依據(jù)；當(dāng)通過保護(hù)裝置的短路電流為最小時的系統(tǒng)運行方式為最小運行方式，此時的短路電流為最小，可作為檢驗繼電保護(hù)設(shè)備靈敏度及保護(hù)整定的主要依據(jù)。（二）最大運行方式的確定:由系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖可以看出，當(dāng)系統(tǒng)中全部電源均投入使用時，為系統(tǒng)的最大運行方式。制定等值網(wǎng)絡(luò)圖如下（圖43）所示 圖43 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡圖 圖44

27、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡圖由于兩臺變壓器的型號、參數(shù)完全相同，因此兩臺變壓器可以合并，合并后網(wǎng)絡(luò)圖如圖44。（三）最大運行方式下的短路電流計算由于本設(shè)計之涉及電氣一次部分，所以不考慮最小運行方式下的短路電流。1、選擇短路點圖44所示，分別選取變壓器高、中、低三側(cè)為三個短路點、，所計算電流將作為選擇斷路器、隔離開關(guān)以及互感器等設(shè)備的依據(jù)及檢驗?zāi)妇€的依據(jù)。2、三相短路電流計算（不計負(fù)荷側(cè)的影響及母線上的損耗）圖45 點短路網(wǎng)絡(luò)化簡圖（1）短路點處短路電流其等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖45所示。到的轉(zhuǎn)移電抗：到的轉(zhuǎn)移電抗：到的轉(zhuǎn)移電抗：各個電源的計算電抗為:查汽輪發(fā)電機(jī)計算曲線數(shù)字表，得出短路周期電流0s的標(biāo)幺值如下2.73

28、7 1.781 1.88歸算到短路點電壓等級的各電源的額定電流分別為短路電流周期分量的有名值計算：再查出0.5s、2s、4s的短路周期電流標(biāo)幺值并計算出其有名值，計入表表41（2）短路點處短路電流點短路的網(wǎng)絡(luò)圖及其化簡圖如圖46、47、48所示。 圖46 點短路網(wǎng)絡(luò)圖 圖47 點短路網(wǎng)絡(luò)化簡圖由于電源點離短路點較遠(yuǎn)，可將電源A和B合并，、合并再與串聯(lián)得：變壓器1、2繞組合并后得：到的轉(zhuǎn)移電抗：到的轉(zhuǎn)移電抗：各個電源的計算電抗為:查汽輪發(fā)電機(jī)計算曲線數(shù)字表，得出短路周期電流0s的標(biāo)幺值如下 0.353 0.314歸算到短路點電壓等級的各電源的額定電流分別為短路電流周期分量的有名值計算：再查出0.

29、5s、2s、4s的短路周期電流標(biāo)幺值并計算出其有名值，計入表表41（3）短路點處短路電流其等值網(wǎng)絡(luò)圖及化簡圖如49、410所示。 圖49 圖410 圖48變壓器1、3繞組合并后得：到的轉(zhuǎn)移電抗：到的轉(zhuǎn)移電抗：各個電源的計算電抗為:當(dāng)時，可近似地認(rèn)為短路周期電流的幅值已不隨時間的改變和變，直接用計算。所以得出短路周期電流的標(biāo)幺值如下：歸算到短路點電壓等級的各電源的額定電流分別為短路電流周期分量的有名值計算：表41 最大運行方式下三相短路電流計算結(jié)果短路點時間（s）電流值電源A電源B電源S電源A和B合并總電流（kA）0標(biāo)幺2.7371.7811.8813.73有名1.71772.1049.910.

30、5標(biāo)幺2.0551.49541.559611.2782有名1.28971.76658.2222標(biāo)幺2.12351.71621.767812.6869有名1.33272.02739.32694標(biāo)幺2.20051.89781.939213.8456有名1.3812.241910.22270標(biāo)幺0.3140.3534.59有名3.31051.2770.5標(biāo)幺0.3140.35344.59有名3.31051.27852標(biāo)幺0.3140.35344.59有名3.31051.27854標(biāo)幺0.3140.35344.59有名3.31051.27850標(biāo)幺0.050960.058258.19有名5.8842.

31、30790.5標(biāo)幺0.050960.058258.19有名5.8842.30792標(biāo)幺0.050960.058258.19有名5.8842.30794標(biāo)幺0.050960.058258.19有名5.8842.3079表42短路電流的持續(xù)時間最大值（s）220KV側(cè)110KV側(cè)10KV側(cè)3.63.12.1從以上計算的表格可見，各級電壓的最大短路電流均在斷路器一般選型的開斷能力（20KA）之內(nèi)，所以不必采用價格昂貴的重型設(shè)備或者采取限制短路電流的措施。第二節(jié) 220KV高壓斷路器的選擇與校驗高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。高壓斷路器的功能是：正常運行倒換運行方式，把設(shè)備和線路接

32、入電網(wǎng)或退出運行，起控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護(hù)作用。高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備，其最大特點就是能斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。一、型號選擇高壓斷路器的選擇除了應(yīng)滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運行維護(hù)的方便。一般635KV選用真空斷路器，35500KV選用斷路器。如圖1-1方案2所示，220KV母線側(cè)進(jìn)出線斷路器及母線連接斷路器的短路情況及基本要求一致，故可選用同一型號的斷路器（10個）。為最大負(fù)荷之和：220KV母線的最大持續(xù)工作電流為： 由此選出斷路器，其參數(shù)如下：表43 220KV高壓斷路器選擇結(jié)果設(shè)

33、備選型計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)(kV)(A)(kA)(kA)(kV)(A)(kA)(kA)LW6220/3150220142.715.238.7650.832203150501257500備注注:發(fā)電廠電氣部分P492附表218二、斷路器校驗1、開斷電流校驗額定開斷電流點次暫態(tài)電流2、額定電壓校驗 滿足要求斷路器額定電壓電網(wǎng)額定電壓3、額定電流校驗 滿足要求斷路器額定電流最大持續(xù)工作電流4、動穩(wěn)定校驗 滿足要求動穩(wěn)定額定電流短路沖擊電流5、熱穩(wěn)定校驗短路時間： =0.03+0.09+0.05=0.17S周期分量的熱效應(yīng)：非周期分量的熱效應(yīng)：1時，T=0.05=T=0.05=9.43.S短路電流的熱效應(yīng)

34、：=+=32.05+9.43=41.48.S 滿足要求第三節(jié) 220KV隔離開關(guān)型號、參數(shù)選擇與校驗隔離開關(guān)的主要功能是保證高壓電器及其裝置在檢修工作時的安全，不能用來切斷、投入負(fù)荷電流或開斷短路電流，僅允許用于不產(chǎn)生強(qiáng)大電弧的某些切換操作。隔離開關(guān)的型號選擇應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。另外根據(jù)隔離開關(guān)操作控制要求，還應(yīng)選擇其配用的操作機(jī)構(gòu)。屋內(nèi)式8000A以下隔離開關(guān)一般用手動操作機(jī)構(gòu);220KV及以上高位布置的隔離開關(guān)，宜采用電動機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)。一型號選擇如圖1-1所示的方案2。220KV母線側(cè)進(jìn)出線隔離開關(guān)及母線分段隔離開關(guān)發(fā)工作情況，短路情況

35、及基本要求一致，故可選用同一型號的隔離開關(guān)（29個）。為最大負(fù)荷之和：220KV母線的最大持續(xù)工作電流為： 根據(jù)此持續(xù)電流查電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南之繼電保護(hù)分冊P173附表33，選擇型號為GW4220的隔離開關(guān)，參數(shù)見表44。表44 220KV隔離開關(guān)參數(shù)表設(shè)備選型計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)(kV)(A)(kA)(kV)(A)(kA)GW4220220142.738.7650.8322020001006400備注二隔離開關(guān)校驗1、額定電壓校驗 滿足要求斷路器額定電壓電網(wǎng)額定電壓2、額定電流校驗 滿足要求斷路器額定電流最大持續(xù)工作電流3、動穩(wěn)定校驗 滿足要求動穩(wěn)定額定電流短路沖擊電流4、熱穩(wěn)定校驗 滿足

36、要求第四節(jié) 10KV高壓斷路器的選擇與校驗一10KV母線側(cè)高壓斷路器（一）型號選擇為最大負(fù)荷之和：10KV母線的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)該最大持續(xù)工作電流查發(fā)電廠電氣部分P489附表215可得到：選擇型號為LN10/2000型斷路器，參數(shù)見表4-5。表4-5 10KV母線斷路器參數(shù)型號額定電壓（KV）額定電流（A）額定開斷電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）固有分閘時間（S）合閘時間（S）備注LN10/20001020004011043.5（3s）006006（二）斷路器校驗1、開斷電流校驗 滿足要求額定開斷電流點次暫態(tài)電流2、額定電壓校驗 滿足要求斷路器額定電壓電網(wǎng)額定電壓3、額

37、定電流校驗 滿足要求斷路器額定電流最大持續(xù)工作電流4、動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定額定電流短路沖擊電流5、熱穩(wěn)定校驗短路時間： =0.06+0.06=0.12S周期分量的熱效應(yīng)：非周期分量的熱效應(yīng)：1時，T=0.05短路電流的熱效應(yīng)：=8.049+3.354=11.403 滿足要求二10KV出線側(cè)高壓斷路器（一）型號選擇10KV出線的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)該最大持續(xù)工作電流查發(fā)電廠電氣部分P489附表215可得到：選擇型號為LW310型斷路器，參數(shù)見表46。表46 10KV出線斷路器參數(shù)型號額定電壓（KV）額定電流（A）額定開斷電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）固有分閘時間（S）合閘時間（

38、S）備注LW3101063012.531.512.5（4s）004006（二）斷路器校驗1、開斷電流校驗 滿足要求額定開斷電流點次暫態(tài)電流2、額定電壓校驗 滿足要求斷路器額定電壓電網(wǎng)額定電壓3、額定電流校驗 滿足要求斷路器額定電流最大持續(xù)工作電流4、動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定額定電流短路沖擊電流5、熱穩(wěn)定校驗短路時間： =0.04+0.06=0.1S周期分量的熱效應(yīng)：非周期分量的熱效應(yīng)：1時，T=0.05短路電流的熱效應(yīng)：=6.71+3.354=10.064 滿足要求第五節(jié) 10KV隔離開關(guān)型號、參數(shù)選擇與校驗一10KV母線隔離開關(guān)（一）型號選擇為最大負(fù)荷之和：10KV母線的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)此持

39、續(xù)電流查發(fā)電廠電氣部分P493表219，選擇型號為GN210/1000的隔離開關(guān)，參數(shù)見表47。表47 10KV隔離開關(guān)參數(shù)表型號額定電壓（KV）額定電流（KA）動穩(wěn)定電流峰值（KA）5秒熱穩(wěn)定電流（KA）備注GN2-10/10001010008040（二）隔離開關(guān)校驗1、額定電壓校驗 滿足要求隔離開關(guān)額定電壓電網(wǎng)額定電壓2、額定電流校驗 滿足要求斷路器額定電流最大持續(xù)工作電流3、動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定額定電流短路沖擊電流4、熱穩(wěn)定校驗 滿足要求二10KV出線隔離開關(guān)（一）型號選擇10KV母線的最大持續(xù)工作電流為： 根據(jù)此持續(xù)電流查發(fā)電廠電氣部分P493表219，選擇型號為GN610T的隔離開關(guān)，參

40、數(shù)見表48。表48 10KV隔離開關(guān)參數(shù)表型號額定電壓（KV）額定電流（KA）動穩(wěn)定電流峰值（KA）5秒熱穩(wěn)定電流（KA）備注GN2-10T104005214（二）隔離開關(guān)校驗1額定電壓校驗 滿足要求隔離開關(guān)額定電壓電網(wǎng)額定電壓2額定電流校驗 滿足要求斷路器額定電流最大持續(xù)工作電流3動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定額定電流短路沖擊電流4熱穩(wěn)定校驗 滿足要求第六節(jié) 母線型號及規(guī)格選擇及校驗根據(jù)矩形、槽形和管形母線的使用范圍、母線的截面形狀，應(yīng)該保證集膚效應(yīng)系數(shù)盡可能低、散熱良好、機(jī)械強(qiáng)度高、安裝簡便和連接方便以及變電所的周圍環(huán)境和實際情況母線的選擇。一、220KV母線的選擇（一）母線型號選擇一般情況下采用鋁母線

41、；在持續(xù)工作電流較大、且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)、變壓器出口處，以及污穢對鋁有嚴(yán)重腐蝕而對銅腐蝕較輕的場所，采用銅母線。35KV及以下且正常工作電流不大于4000A時，宜選用矩形導(dǎo)體；在40008000A時，一般選用槽型導(dǎo)體；8000A以上工作電流選管形導(dǎo)體或鋼芯鋁絞線構(gòu)成的組合導(dǎo)線。導(dǎo)體的布置方式應(yīng)根據(jù)載流量的大小、短路短路水平和配電裝置的具體情況而定。鋼芯鋁絞線母線、管形母線一般采用三相水平布置；矩形、雙槽形母線常見布置方式有三相水平和三相垂直布置。對于負(fù)荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在20m以上的母線（如發(fā)動機(jī)至主變壓器、配電裝置的母線），應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面。變壓器220KV母

42、線上最大持續(xù)工作電流為：4000A,所以用矩形導(dǎo)體。因為=5500h/年，查鋁質(zhì)矩形、槽形和組合導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線得J=0.74A（）所以=192.84依據(jù)最大持續(xù)工作電流和經(jīng)濟(jì)電流密度 查發(fā)電廠電氣部分P484附表2-1，選擇每相1條50mm4mm矩形鋁導(dǎo)體，母線型號LMY200，其參數(shù)見表4-9。表4-9 220KV母線參數(shù)導(dǎo)體尺寸hb(mmmm)載流量集膚效應(yīng)系數(shù)放置方式5045651.0平放本變電所環(huán)境實際溫度是40C時，查發(fā)電廠電氣部分（第三版）附表3得綜合校正系數(shù)=0.81滿足長期允許發(fā)熱條件。（二）母線校驗 1熱穩(wěn)定的校驗正常運行時導(dǎo)體溫度 由此查表經(jīng)計算得C=97.8則65

43、.85()S=200()其中：按熱穩(wěn)定決定的母線最小截面C母線的熱穩(wěn)定系數(shù) 集膚效應(yīng)系數(shù) 短路電流熱效應(yīng)滿足熱穩(wěn)定條件2共振校驗由于不知道絕緣子跨距L，可令,單位長度導(dǎo)體質(zhì)量：導(dǎo)體的截面二次矩： 鋁導(dǎo)體的導(dǎo)體材料的彈性模量E=7，因此有：最大絕緣子跨距 0.57(m)選取L= 0.5 ,則，滿足不共振要求。3動穩(wěn)定校驗短路沖擊電流 單位長度導(dǎo)體上所受到的相間電動力, N/m;L支持絕緣子之間的跨距，m.由材料力學(xué)知道，當(dāng)跨距數(shù)大于2時，導(dǎo)體所受到的最大彎矩為：導(dǎo)體相間抗彎截面系數(shù)為： 導(dǎo)體最大相間計算應(yīng)力為導(dǎo)體材料最大允許應(yīng)力，硬鋁為 滿足動穩(wěn)定要求4電暈電壓的校驗對110KV及以上裸導(dǎo)體，需

44、要按晴不發(fā)生全面電暈條件校驗，即裸導(dǎo)體的臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓。 滿足要求 其中： =0.98 =25cm cm K=0.96臨界電暈電壓 電網(wǎng)電壓二、110KV母線的選擇（一）母線型號選擇變壓器110KV母線上最大持續(xù)工作電流為：4000A,所以用矩形導(dǎo)體。因為=5500h/年，查鋁質(zhì)矩形、槽形和組合導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線得J=0.74A（） 所以=312.84依據(jù)最大持續(xù)工作電流和經(jīng)濟(jì)電流密度 查電力工程手冊（1）P266表4-15，選擇每相1條60mm6mm矩形鋁導(dǎo)體，母線型號LMY360，其參數(shù)見表410。表410 110KV母線參數(shù)導(dǎo)體尺寸hb(mmmm)載流量集膚效應(yīng)系數(shù)放置方

45、式6068261.0平放本變電所環(huán)境實際溫度是40C時，查發(fā)電廠電氣部分（第三版）附表3得綜合校正系數(shù)=0.81滿足長期允許發(fā)熱條件。（一）母線校驗1熱穩(wěn)定的校驗正常運行時導(dǎo)體溫度 由此查表經(jīng)計算得C=97.4短路時間：=3.25(s)斷路器開斷時間，查得為0.25std后備保護(hù)動作時間取為3s周期分量的熱效應(yīng)：短路電流的熱效應(yīng)：=68.47.S則84.96()S=360()其中：按熱穩(wěn)定決定的母線最小截面C母線的熱穩(wěn)定系數(shù) 集膚效應(yīng)系數(shù) 短路電流熱效應(yīng)滿足熱穩(wěn)定條件2共振校驗由于不知道絕緣子跨距L，可令,單位長度導(dǎo)體質(zhì)量導(dǎo)體的截面二次矩 鋁導(dǎo)體的導(dǎo)體材料的彈性模量E=7，因此有：最大絕緣子跨

46、距 0.572(m)選取L= 0.5 ,則，滿足不共振要求。3動穩(wěn)定校驗短路沖擊電流 單位長度導(dǎo)體上所受到的相間電動力, N/m;a相間距離，m.由材料力學(xué)知道，當(dāng)跨距數(shù)大于2時，導(dǎo)體所受到的最大彎矩為：導(dǎo)體相間抗彎截面系數(shù)為： 導(dǎo)體最大相間計算應(yīng)力為導(dǎo)體材料最大允許應(yīng)力，硬鋁為滿足動穩(wěn)定要求4電暈電壓的校驗對110KV及以上裸導(dǎo)體，需要按晴不發(fā)生全面電暈條件校驗，即裸導(dǎo)體的臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓。 滿足要求 其中： =0.98 =25cm cm K=0.96臨界電暈電壓 電網(wǎng)電壓三、10KV母線的選擇（一）母線型號選擇變壓器110KV母線上最大持續(xù)工作電流為：4000A,所以用矩形導(dǎo)體。

47、因為=5500h/年，查鋁質(zhì)矩形、槽形和組合導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線得J=0.74A（）所以=802.84依據(jù)最大持續(xù)工作電流和經(jīng)濟(jì)電流密度 查發(fā)電廠電氣部分P484表2-1，選擇每相1條80mm10mm矩形鋁導(dǎo)體，母線型號LMY800，其參數(shù)見表411。表411 10KV母線參數(shù)導(dǎo)體尺寸hb(mmmm)載流量集膚效應(yīng)系數(shù)放置方式801014111.05平放本變電所環(huán)境實際溫度是40C時，查發(fā)電廠電氣部分（第三版）附表3得綜合校正系數(shù)=0.81滿足長期允許發(fā)熱條件。（二）母線校驗1熱穩(wěn)定的校驗正常運行時導(dǎo)體溫度 由此查表經(jīng)計算得C=95.8則35.25()S=800()其中：按熱穩(wěn)定決定的母線最

48、小截面C母線的熱穩(wěn)定系數(shù) 集膚效應(yīng)系數(shù) 短路電流熱效應(yīng) 滿足熱穩(wěn)定條件2共振校驗由于不知道絕緣子跨距L，可令,單位長度導(dǎo)體質(zhì)量導(dǎo)體的截面二次矩 鋁導(dǎo)體的導(dǎo)體材料的彈性模量E=7，因此有：最大絕緣子跨距 0.26(m)選取L= 0.2 ,則，滿足不共振要求。3動穩(wěn)定校驗短路沖擊電流 單位長度導(dǎo)體上所受到的相間電動力, N/m;L支持絕緣子之間的跨距，m.由材料力學(xué)知道，當(dāng)跨距數(shù)大于2時，導(dǎo)體所受到的最大彎矩為：導(dǎo)體相間抗彎截面系數(shù)為： 導(dǎo)體最大相間計算應(yīng)力為導(dǎo)體材料最大允許應(yīng)力，硬鋁為 滿足動穩(wěn)定要求第七節(jié) 互感器的配置互感器包括電壓互感器和電流互感器，電壓互感器是一種小型變壓器，電流互感器是一種小型變流器，它們是將電力系統(tǒng)的一次電壓表，繼電保護(hù)及自動裝置的電壓線圈或電流線圈供電。按照監(jiān)視、測量、繼電保護(hù)和自動裝置的要求，配置互感器。一、電流互感器選擇電流互感器的選擇，根據(jù)電流互感器安裝處電網(wǎng)的額定電壓，線路的最大持續(xù)工作電流，用途以及安裝