畢業(yè)設(shè)計（論文）湯屯一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計

1、摘要本畢業(yè)設(shè)計論文是湯屯降壓變電所電氣部分初步設(shè)計。全論文除了摘要、畢業(yè)設(shè)計書之外，還詳細的說明了各種設(shè)備選擇的最基本的要求和原則依據(jù)。 變壓器的選擇包括：主變壓器的臺數(shù)、容量、型號等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定；電氣主接線主要介紹了電氣主接線的重要性、設(shè)計依據(jù)、基本要求、各種接線形式的優(yōu)缺點以及主接線的比較選擇，并制定了適合本廠要求的主接線；短路電流計算是最重要的環(huán)節(jié)，本論文詳細的介紹了短路電流計算的目的、假定條件、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計算、以及各短路點的計算等知識；高壓電氣設(shè)備的選擇包括母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器的選擇原則和要求。計算書部分包括了計算變電所的最大負(fù)荷容量，計算

2、主變壓器的容量，化簡短路阻抗和計算短路電流，電氣設(shè)備的校驗，防雷保護保護范圍的計算。圖紙部分包括電氣主接線圖、總平面布置圖、配電裝置斷面圖。關(guān)鍵詞 變電所，電氣工程，設(shè)計abstractthis graduate design thesis makes the first design of a 220/60kv stop down substation in tang tu. whole thesis besides summary graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most

3、 basic request that equipments choose with principle according to. the choice of the transformer includes: main transformer use the main technique in number, capacity, model number.etc. in set data of the transformer to really settle; the electricity lord connected the line to introduce primarily th

4、e electricity lord connects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of merit and shortcoming and lords that connect the line form connects the linear choosing more, the lord that combine to establish the in keeping with my plant the request connects the line; the sh

5、ort-circuit galvanometer is regarded as the most important link, this thesis introduced the calculating purpose in short-circuit electric current, assumption term, general provision, the calculation, each calculation etc. knowledge that short circuit order; the choice of the high pressure electricit

6、y equipments includes the mother line, high pressure breaks the road machine and insulate the switch, electric current to feels with each other the machine, electric voltage feels with each other the choice principle of the machine, high pressure switch cabinet with request, and proceed to these equ

7、ipments the school check with the related introduction in product.the calculation book include：short circuit electric current computing, is the most important link, this book introducing calculating purpose, term, general provision, dollar in short-circuit electric current a parameter transformation

8、 etc.key wordssubstation, electric engineering, design目錄摘要iabstractii引言1第一部分說明書21主變壓器的選擇21.1 主變壓器的選擇21.2 選擇主變壓器的原則21.2.1 主變壓器臺數(shù)的確定21.2.2 主變壓器型式的選擇31.2.3主變壓器容量的確定32 電氣主接線的選擇42.1 電氣主接線的設(shè)計42.1.1 電氣主接線的基本要求42.2 變電所主接線的選擇52.3 主接線方案62.3.1 主接線方案的初步確定62.3.2 方案分析63短路電流計算123.1 短路電流計算的目的123.2 短路電流計算的一般規(guī)定123.3基

9、本假定123.4三相短路電流計算133.4.1 等值網(wǎng)絡(luò)的繪制133.4.2 化簡等值網(wǎng)絡(luò)133.4.3 三相短路電流周期分量任意時刻的計算133.5限流措施143.5.1 電力系統(tǒng)可以采取的限流措施143.5.2 發(fā)電廠和變電所中可以采取的限流措施143.6 規(guī)定說明153.7短路計算點的選擇153.8 三相短路電流沖擊值的計算154 變電所電氣設(shè)備選擇174.1 電氣設(shè)備的選擇原則174.1.1 電氣設(shè)備選擇的一般要求174.1.2 電氣設(shè)備選擇的一般原則174.2 電氣設(shè)備的選擇194.2.1 高壓斷路器的選擇194.2.2 隔離開關(guān)的選擇204.2.3 電流互感器的選擇204.2.4

10、電壓互感器的選擇224.2.5 互感器的配置要求224.3母線的選擇234.3.1 軟母線的選擇234.4 避雷器的選擇244.4.1避雷器的技術(shù)參數(shù)244.4.2 避雷器的配置255 高壓配電裝置的規(guī)劃設(shè)計265.1 屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距265.1.1 配電裝置分類265.1.2 配電裝置特點265.1.3 基本要求265.2 總的原則285.3 設(shè)計要求285.4設(shè)備的配置要求285.4.1 隔離開關(guān)的配置285.4.2 接地刀閘的配置285.4.3 電壓互感器的配置285.4.4 電流互感器的配置295.4.5 避雷器的配置295.5配電裝置的選型295.6間隔寬度和設(shè)備布置295.

11、7平面布置305.8構(gòu)架高度306 繼電保護及其自動裝置的規(guī)劃316.1 繼電保護及其設(shè)計316.1.1 220kv及中性點直接接地電網(wǎng)線路保護配置316.1.2 短線路縱差保護的整定計算326.1.3 變壓器保護的配置326.1.4 母線保護及斷路器失靈保護346.1.5本變電所繼電保護的配置356.2自動裝置規(guī)劃設(shè)計356.2.1 自動裝置的作用356.2.2 配置原則356.2.3本變電所自動裝置的配置367 防雷保護及其配置377.1避雷針及其保護范圍377.1.1 避雷針保護范圍的計算377.1.2避雷針接地的主要要求387.2 防雷保護的有關(guān)規(guī)定397.3 防雷保護的設(shè)計40第二部

12、分計算書411 主變壓器的容量計算411.1變電所60kv的用戶總?cè)萘?11.2變壓器的容量421.3主變壓器容量的選擇422 短路電流計算432.1 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)432.1.1 系統(tǒng)等值電路圖432.1.2 各元件電抗標(biāo)幺值的計算432.2 k1點短路電流計算442.2.1 網(wǎng)絡(luò)化簡442.2.2 短路電流計算452.3k2點短路電流計算462.3.1 網(wǎng)絡(luò)化簡462.3.2短路電流計算472.3.3短路電流計算結(jié)果493 設(shè)備的選擇計算503.1 斷路器的選擇503.1.1 220 kv側(cè)斷路器的選擇503.1.2 60kv側(cè)斷路器的選擇523.2 隔離開關(guān)選擇543.2.1 220kv側(cè)

13、隔離開關(guān)的選擇543.2.2 60kv側(cè)隔離開關(guān)選擇563.3 電壓互感器選擇573.4 電流互感器的選擇583.4.1 220 kv側(cè)電流互感器選擇583.4.2 60kv側(cè)電流互感器選擇603.5 母線的選擇623.5.1 220 kv側(cè)母線的選擇623.5.2 60 kv側(cè)母線的選擇633.6 避雷器的選擇644 避雷針的保護范圍計算654.1 避雷針的定位及針距654.2單根避雷針的保護半徑計算654.2.1 220kv側(cè)針高30米時654.2.2 60kv側(cè)針高30米時664.3多根等高避雷針的保護范圍計算664.3.1 220kv側(cè)針高30米時664.3.2 60kv側(cè)針高30米時

14、67結(jié)論70致謝71參考文獻72附錄73a1.1 設(shè)備選擇一覽表73a1.2 設(shè)計相關(guān)圖74引言本畢業(yè)設(shè)計論文為湯屯220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計，要求所設(shè)計的變電所能夠保證供電的可靠性和一次性滿足遠期負(fù)荷的要求，本設(shè)計將按照遠期負(fù)荷規(guī)劃進行設(shè)計。設(shè)計過程中遵循國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序，運用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟等方面的關(guān)系，實行資源的綜合利用，節(jié)約能源和用地，對生產(chǎn)工藝、主要設(shè)備和主體工程要做到可靠、適用、先進。在上述原則基礎(chǔ)上，明確設(shè)計的目的，逐步完成主變的選擇、電氣主接線的擬定、短路電流的計算、電氣主接線中的

15、設(shè)備配置、電氣設(shè)備選擇、高壓配電裝置的規(guī)劃、繼電保護和防雷保護規(guī)劃、繪制圖紙等主要工作，形成較為完整的論文。隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力這種潔凈的二次能源將對未來的國民發(fā)展起著舉足輕重的作用。為了促進電力工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，滿足各個地區(qū)供電負(fù)荷要求，實現(xiàn)安全供電，保證供電可靠性，變電所的合理設(shè)計就變得尤為重要。設(shè)計工作是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。做好設(shè)計工作，對工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費用和建成投產(chǎn)后的運行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，起著決定性的作用。通過對湯屯220kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計，可將大學(xué)四年來所學(xué)的知識進行系統(tǒng)的歸納，鞏固自己的專業(yè)知識，提高動手能力，科研能力和解決實際問題的能

16、力，開發(fā)自己的創(chuàng)造性，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和實事求是，認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)，同時進一步了解，熟悉電氣設(shè)備，以便為畢業(yè)后更快適應(yīng)將來的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。本論文即在遵循原則、合理規(guī)劃、反復(fù)校驗的基礎(chǔ)上完成。第一部分說明書1主變壓器的選擇正確合理的選擇主變壓器的臺數(shù)，容量和型式是電力系統(tǒng)規(guī)劃和具體變電所主接線設(shè)計中的有關(guān)規(guī)定。1.1主變壓器的選擇根據(jù)220500kv變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程sdj2-88中的有關(guān)變電所主變壓器選擇的規(guī)定。(1)主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程sdj161-85有關(guān)規(guī)定和審批的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計決定運行，凡裝有兩臺及以上變壓器的變電所，其中一臺事故停運后，其余主變的

17、容量應(yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%。在計算過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保護用戶的一級負(fù)荷和二級負(fù)荷，若變電所有其它能源可保護在主變運行后用戶的一級負(fù)荷，則可裝設(shè)一臺主變壓器。(2)與電力系統(tǒng)連接的220330kv變壓器，若不受運輸條件限制，應(yīng)選擇三相變壓器。(3)根據(jù)電力負(fù)荷的發(fā)展與潮流的變化，結(jié)合電力系統(tǒng)短路電流，系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)繼電保護，對通訊線路的危險影響，調(diào)相，調(diào)壓和設(shè)備符合具體條件允許時，應(yīng)采用自藕變壓器。(4)主變壓器調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程sdj161的有關(guān)規(guī)定。1.2選擇主變壓器的原則1.2.1主變壓器臺數(shù)的確定為保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響

18、供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺變壓器，但一般不超過兩臺變壓器，如果有一個電源或變電所的主要負(fù)荷可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設(shè)一臺主變壓器。對于大型超高壓樞紐變電所，裝設(shè)兩臺大型變壓器由電壓側(cè)供電給整個城市及工業(yè)區(qū)，在一臺變壓器故障時，要切斷大量負(fù)荷是很困難的，因此國外對大型樞紐變電所，根據(jù)各工程具體情況，安裝24臺主變壓器。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺及以上主變時，每臺容量的選擇，應(yīng)按照其中任一臺停運時，其余容量至少能保證所供一級負(fù)荷成為變電所全部負(fù)荷的6075%，通常一次變電所采用75%。1.2.2主變壓器型式的選擇主變壓器一般采用三相變壓器，若因制造和運輸條件限制，在220kv的變電所中，可采用單

19、相變壓器組，當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器時，應(yīng)考慮裝設(shè)備用相，當(dāng)主變超過一組，且各組容量滿足全部負(fù)荷的75%時，可不裝設(shè)備用相。當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓要求時，可采用有載調(diào)壓變壓器，對新建的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的觀點考慮，應(yīng)注意選用有載調(diào)壓變壓器，其所加的工程造價，通常在短期內(nèi)是可以回收的。與兩個中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除低壓負(fù)荷較大或與高中壓間潮流不定情況外，一般采用自藕變壓器，但仍需做技術(shù)經(jīng)濟比較。1.2.3主變壓器容量的確定主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇，變壓器容量的選擇必須力求使其切合實際需要。為此盡可能把510年負(fù)荷發(fā)展規(guī)劃做得正確，這是最根本的。1.2.3.1變電所的

20、最大負(fù)荷按下式確定：(1.1)式中：-負(fù)荷同時系數(shù)；-按負(fù)荷等級統(tǒng)計的綜合用電負(fù)荷。為了正確選擇廠用變壓器的額定容量，要繪制變電所的年及日負(fù)荷曲線，并從該曲線得出變電所的年及日最高負(fù)荷和平均負(fù)荷。1.2.3.2 對于兩臺變壓器變電所的變壓器額定容量按下式選擇：(1.2)總安裝容量為：(1.3)當(dāng)一臺變壓器停用時，可保證對70%負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為40%，則可保證98%的負(fù)荷供電。綜上所述：所選變壓器為表1.1變壓器參數(shù)額定容量63000 kva額定高電壓22071.43% kv額定低電壓69kv連接組別y0/11型號sfpz3-63000/220備注沈變阻抗電壓10.5（%

21、）2電氣主接線的選擇電氣主接線是多種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機、變壓器、開關(guān)、互感器、線路、電容器、電抗器、母線、避雷器等）按一定順序要求連接而成的，是分配和傳送電能的總電路。將電路中各種電氣設(shè)備統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制成的電氣連結(jié)圖，稱為電氣主接線圖。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要部分。主接線的確定對變電所的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護擬定等都有著密切的關(guān)系。由于發(fā)電、變電、輸配電和用電是同時完成的，所以主接線設(shè)計的好壞不僅影響電力系統(tǒng)和變電所本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線設(shè)計是一個綜合性問題。變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)

22、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)備特點的條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠，運行靈活，操作檢修方便，投資節(jié)約和便于過渡或擴建等要求。在主接線設(shè)計時，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，根據(jù)本變電所在系統(tǒng)中的地位，進出線回路數(shù)，負(fù)荷情況，工作特點，周圍環(huán)境條件等確定合理的設(shè)計方案。2.1 電氣主接線的設(shè)計根據(jù)220500kv變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程sdj2-88中的有關(guān)主接線設(shè)計的有關(guān)規(guī)定。并結(jié)合對電氣主接線的基本要求進行選擇。2.1.1電氣主接線的基本要求2.1.1.1 可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證用戶不間斷的供電，衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運行實

23、踐，經(jīng)過長期運行實踐的考驗對以往所采用的主接線，經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用的主接線類型并不多，主接線的可靠是它的各組成元件，包括一、二次部分在運行中可靠性的綜合比較，因此，不僅需要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次的故障對供電可靠性的影響，同時，可靠性不是絕對的，而是相對的，一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的，評價主接線可靠性的標(biāo)志如下：(1)斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。(2)線路斷路器或母線故障以及母線檢修時，停運線路的回路和停運時間的長短以及能否保護對重要負(fù)荷的供電。(3)盡量避免發(fā)電廠及變電所全部停運的可能。(4)大機組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足

24、可靠性的特殊要求。(5)有些國家以每年用戶不停電時間的百分比來表示供電可靠性，先進的指標(biāo)指在99.9%以上。2.1.1.2 靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性(1)調(diào)度時，可以靈活的操作、投入或切除某些變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。(2)檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備進行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)運行或停止對用戶的供電。(3)為了擴建的目的，可以容易地從初期過渡到最終接線，使在擴建時，無論一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。2.1.1.3 經(jīng)濟性主接線在滿足可靠性，靈活性要求的前提下要做到經(jīng)

25、濟合理，即：(1)投資省a.主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資。b.要能使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資。c.要能限制短路電流，以便選擇廉價的電氣設(shè)備或輕型電器。在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡單電器。d.如能將系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求110kv及以下在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡易電器。(2)占地面積小主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以盡量使占地面積減少和節(jié)省架構(gòu)導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。(3)電能損失少經(jīng)濟合理的選擇主變壓器種類（雙繞組、三繞組或自藕變壓器）容量、數(shù)量，避免兩次變壓而增加

26、電能損失。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠、變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。2.2 變電所主接線的選擇變電所主接線選擇的主要原則有以下幾點：(1)變電所的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，如橋形接線，變壓器-線路組等，在滿足繼電保護的要求下也可以在地區(qū)和線路上采用分支接線，即t形接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。(2)在具有兩臺主變壓器的變電所中，當(dāng)35220kv線路為雙回時，若無特殊要求，該電壓級主接線采用橋形接線。(3)在35kv，60kv配電裝置中，當(dāng)線路為3回及以上時，一般采用單母線或單母線分段接線。若連接電源較

27、多、出線較多、負(fù)荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。(4)在110kv、220kv配電裝置中，當(dāng)線路為34回時，一般采用單母線分段接線，若為樞紐變電所，線路在4回及以上時一般采用雙母線接線。(5)如果斷路器不允許停電檢修，則應(yīng)增加相應(yīng)的旁路措施，其原則基本相同，當(dāng)需要旁路斷路器較少時，首先考慮采用母聯(lián)或分段斷路器兼做旁路斷路器，在35kv，60kv配置。裝置中，若接線方式為單母線分段，可增設(shè)旁路母線和隔離開關(guān)，用分段斷路器兼作旁路斷路器，若為雙母線時，可不設(shè)旁路母線，僅增設(shè)旁路隔離開關(guān)，用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器時，在110kv、220kv配電裝置中，若最終出線回路較少時亦可采用這種旁路方

28、式。通常當(dāng)110kv線路在7回以上，220kv線路在5回以上時一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路斷路器，在系統(tǒng)中地位重要的變電所，110kv線路在6回以上，220kv線路在4回以上時，亦設(shè)置專用旁路斷路器。(6)若采用雙母線分段接線方式，電源或負(fù)荷應(yīng)均勻分布在各段母線上，并且在各段母線上接有2個或3個回路，如最終進出線為67回宜采用雙母線三分段帶旁路的母線的接線，并裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器。若最終進出線為8回時，亦采用雙母線4分段帶旁路的母線接線，除裝設(shè)兩臺母聯(lián)旁路斷路器外，尚需要預(yù)留一臺旁路斷路器。2.3 主接線方案2.3.1主接線方案的初步確定主接線的初步設(shè)計至少應(yīng)繪制出兩種方案，以便進行比較，根據(jù)系統(tǒng)和

29、負(fù)荷性質(zhì)的要求其主接線方案設(shè)計如下：方案一：高壓側(cè)：單母線分段接線低壓側(cè)：雙母線接線方案二：高壓側(cè)：雙母線接線低壓側(cè)：單母線分段接線2.3.2方案分析根據(jù)相關(guān)資料，變電所一般可采用單母線接線、單母線分段接線、單母線分段帶旁路接線；雙母線接線、雙母線帶旁路接線、一臺半斷路器的雙母線接線等。單母線接線、單母線分段接線與單母線分段帶旁路接線的優(yōu)缺點比較：圖2.1 單母線分段圖2.2 單母線分段帶旁路母線(1)由于單母線接線供電可靠性低，當(dāng)單母線故障或檢修時，將造成整個變電所停電，故首先排除單母線接線。(2)單母線分段接線特點：a.檢修母線或母線斷路器時1/2廠/所停電；b.母線或母線隔離開關(guān)檢修時1

30、/2廠/所停電；c.出線斷路器檢修時，該回路停電。表2.1單母線優(yōu)缺點名稱優(yōu)點缺點其它單母線接線1.接線簡單清晰，采用設(shè)備少，操作方便，便于采用成套配電裝置。1.接線簡單，靈活可靠；2.當(dāng)母線與母線隔離開關(guān)故障或檢修時將造成整個配電裝置停電；3.當(dāng)斷路器檢修時，將在整個檢修期間中斷該進出線的工作。1.適用范圍：一般只適用于電壓為6220kv出線回路數(shù)較少，用戶重要性等級較低的配電裝置中，尤其對采用開關(guān)柜的配電裝置更為合適。單母線分段接線1.采用斷路器分段的單母線接線比不分段的單母線接線和采用隔離開關(guān)分段的單母線接線具有更高的供電可靠性。1.當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線上的所有

31、回路都要在檢修期間內(nèi)停電；2.當(dāng)采用接于不同段母線的雙回線路供電時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。此外，擴建時需要向兩個方向均衡擴建。1.單母線分段的數(shù)目取決于電源的數(shù)目，電網(wǎng)的接線及主接線的運行方式，一般以23段為宜。其連接的回路數(shù)一般比不分段的單母線接線增加一倍，但仍不宜過多；2.單母線分段接線主要應(yīng)用于中小容量發(fā)電廠的電氣主接線，各類發(fā)電廠的廠用電接線以及進出線數(shù)量比較多的6220kv變電所中。單母線分段帶旁路母線接線1.單母分段帶旁路母線的接線比單母分段接線的供電可靠性高。1.所用斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)量增多造成設(shè)備投資和占地面積的增大。1.正常時與單母分段接線相同；2.出線斷路器檢修時，該

32、出線不停電。(3)旁路母線作用與旁路斷路器一起代替出線斷路器工作，使檢修出線斷路器時該回路不停電。2.3.2.1雙母線接線與雙母線帶旁路母線接線的優(yōu)缺點比較圖2.3 雙母線接線(1)雙母線接線優(yōu)點概述：a.檢修母線可以不停電；只需將要檢修的那組母線上所連接的電源和線路，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，全部切換到另一組母線上，要檢修的那一組母線就可以停電檢修，此時線路和電源均不需要停電。b.檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時只停該回路；當(dāng)某一回路的一組母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時，只要將該隔離開關(guān)所在的回路和所連接的母線停電就可以對該隔離開關(guān)進行檢修，不影響其它回路供電。c.一組母線故障后能迅速恢復(fù)該母線所

33、連回路的供電；當(dāng)雙母線之中的一組母線發(fā)生故障時，可將被切除的回路，倒換到另一組母線上，即可迅速恢復(fù)被切除回路的供電。d.運行高度靈活；電源和線路可以任意分配在某一組母線上，能夠靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式和潮流變化的需要。e.擴建方便；雙母線接線可延著預(yù)留的擴建端向左右順延擴建，而不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，也不會引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路供電的負(fù)荷時，可以順序布置，以至連接不同的母線時，也不會出現(xiàn)像單母線分段接線那樣的交叉跨越現(xiàn)象。f.便于試驗；當(dāng)個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路單獨接至一組母線上。表2.2雙母線優(yōu)缺點名稱優(yōu)點缺點其它雙母線接線1.檢修母線可以不停電；

34、2.檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時只停該回路；3.一組母線故障后能迅速恢復(fù)該母線所連回路的供電；4.運行高度靈活；5.擴建方便；6.便于試驗。1.任一臺斷路器振動將造成與該斷路器相連母線上其他回路的停電；2. 一組母線檢修時，全部電源集中在另一組母線上，若該組母線再故障將造成全部事故；3.任一組母線短路，而母聯(lián)斷路器拒動，將造成雙母線全部事故；4.當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為切換操作電器容易發(fā)生誤操作；1. 3560kv配電裝置當(dāng)出線回數(shù)超過8回時，或連接電源較多、負(fù)荷較大時，可采用雙母線；2.110220kv配電裝置出線回數(shù)超過5回時，一般采用雙母線。雙母線帶旁路母線接線1.設(shè)有專用旁路斷

35、路器后，一旦進出線斷路器檢修時，可由專用旁路斷路器代替，通過旁路母線供電，從而對出現(xiàn)第二運行沒有影響。1.設(shè)置了專用旁路斷路器后，將使設(shè)備投資和配電裝置的占地面積有所增加。為了節(jié)省斷路器和配電裝置的間隔，應(yīng)盡量不設(shè)專用旁路斷路器，而采用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的方案。(2)雙母線帶旁路母線接線廣泛應(yīng)用于110220kv的配電裝置中。通常當(dāng)220kv出線在5回及以上；110kv出線在7回及以上時，規(guī)定應(yīng)裝設(shè)專用旁路斷路器。當(dāng)出線回路比較少時，可以采用母聯(lián)斷路器的接線。而當(dāng)配電裝置使用可靠性高，檢修周期長的sf6斷路器或使用可以迅速替換手車式斷路器時，以及系統(tǒng)運行條件允許線路停電檢修的情況下，均可

36、不設(shè)旁路母線和旁路斷路器。(3)為了適應(yīng)特別重要的發(fā)電廠變電所對電氣主接線可靠性的要求，克服單斷路器的雙母線接線的某些特點，可采取以下措施：a.為了避免隔離開關(guān)誤操作，可在隔離開關(guān)與斷路器之間裝設(shè)閉鎖裝置。b.為了避免在檢修進出線斷路器時造成停電，可在單斷路器雙母線的基礎(chǔ)上增設(shè)旁路母線。(4)為了保證采用單母線分段或雙母線的配電裝置，在進出線斷路器檢修時，不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線和旁路隔離開關(guān)。a.專用旁路斷路器進出線斷路器檢修時，由專用旁路斷路器代替，通過旁路母線供電，對雙母線的運行沒有影響。b.分段斷路器兼作旁路斷路器對于單母線分段接線，可采用以分段斷路器兼作旁路斷路器的常用方案

37、，兩段母線均可帶旁路，正常時旁路母線不停電。2.3.2.2方案一、二具體比較根據(jù)以下2種方案的比較，以及本次設(shè)計變電所的實際情況，一次側(cè)為2回進線，而且根據(jù)負(fù)荷的不同變化需要經(jīng)常改變主接線的運行方式，二次側(cè)出線有11回，并且用戶基本都是有重要負(fù)荷，因此決定采用第一種設(shè)計方案。表2.360kv側(cè)方案比較方案項目雙母線接線單母線分段接線可靠性1.可以輪流檢修母線而不致使供電中斷；2.檢修任一母線的隔離開關(guān)時，只停該回路；3.母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。1.對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；2.當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電。靈活性1.調(diào)度靈活；2.擴建方便

38、；3.便于試驗。1.當(dāng)出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；2.擴建時需向兩個方向均勻擴建。經(jīng)濟性1.投資較小。1.接線簡單清晰，設(shè)備較少。表2.4 220kv側(cè)方案比較方案項目單母線分段接線雙母線接線可靠性1.對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；2.當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電。1.可以輪流檢修母線而不致使供電中斷；2.檢修任一母線的隔離開關(guān)時，只停該回路；3.母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。靈活性1.當(dāng)出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；2.擴建時需向兩個方向均勻擴建。1.調(diào)度靈活；2.擴建方便；3.便于試驗。經(jīng)濟性1.接線簡單清晰，設(shè)備較少。1

39、.增加了母線的長度、隔離開關(guān)的數(shù)量和配電裝置架構(gòu)，占地面積增大，投資增多；2.隔離開關(guān)容易誤操作，需在隔離開關(guān)和短路器之間裝設(shè)聯(lián)鎖裝置。3短路電流計算3.1 短路電流計算的目的(1)電氣主接線的比較與選擇；(2)選擇導(dǎo)體和電器；(3)確定中性點接地方式；(4)計算軟導(dǎo)線的短路搖擺；(5)確定分裂導(dǎo)線間隔、間距；(6)驗算接地裝置的接地電壓和跨步電壓；(7)選擇繼電保護裝置和進行整定計算。3.2短路電流計算的一般規(guī)定(1)驗算導(dǎo)體的電氣動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電氣的開斷電流，按本規(guī)程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般本規(guī)程建立后510年）。(2)選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連

40、接的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電流補償裝置放電電流的影響。(3)選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式下短路電流為最大的地點。(4)對電抗器的610kv出線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔板前的母線和套管的計算短路點一般選擇在電抗器前列，其于導(dǎo)體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。(5)導(dǎo)體和電抗器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自藕變壓器中的單相兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計算。3.3基本假定短路電流實用計算中采用下列假定條件和原則：(1)正常工

41、作時，三相系統(tǒng)對稱運行。(2)所有電源和電動勢相位角相同。(3)系統(tǒng)中的同步電機和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和磁滯渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱，定子三相繞組空間處置相差120度電氣角度。(4)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。(5)電力系統(tǒng)中所有電源都會在額定負(fù)荷下運行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%接在系統(tǒng)側(cè)。(6)同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）。(7)短路發(fā)生在短路點電流為最大值的瞬間。(8)不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。(9)除計算短路電流的衰減時間和低壓回路的短路電流外，元件的電阻都略去

42、不計。(10)元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。(11)輸電線路的電容略去不計。(12)用概率統(tǒng)計法制定短路電流速算曲線。3.4三相短路電流計算3.4.1等值網(wǎng)絡(luò)的繪制(1)網(wǎng)絡(luò)模型的確定計算短路電流所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡化模型，即忽略負(fù)荷電流；發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示；認(rèn)為各發(fā)電機電勢模值為1，相角為0。(2)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計算短路電流的計算通常采用標(biāo)么值進行近似計算。常取基準(zhǔn)容量為一整數(shù)100mva而將各電壓級的平均額定電壓取為基準(zhǔn)電壓即=1.05，從而使計算大為簡化。3.4.2化簡等值網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)絡(luò)簡化法將等值電路逐步化簡，求出各電源與短路點之間的轉(zhuǎn)移電抗。在工程計算時，為進一

43、步簡化網(wǎng)絡(luò)，減少工作量，長將短路電流變化規(guī)律相同或相近的同類型發(fā)電機可以合并；直接接于短路點的發(fā)電機一般予以單獨考慮，無限大容量的電源應(yīng)該單獨計算。3.4.3三相短路電流周期分量任意時刻的計算進行網(wǎng)絡(luò)簡化時，求出各個等值電源與短路點之間的轉(zhuǎn)移電抗，再將其換算成以等值電源容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值，即為該電源的計算電抗。(3.1)式中：- 第i個等值電源的額定容量，mva；i=1，2，n 。(1)無限大容量電源供電電源為無限大容量或計算電抗3.45時，則可以認(rèn)為其周期分量不衰減，此時(3.2)(2)當(dāng)供電電源為有限容量時，其周期性分量是隨時間衰減的。這時工程上常采用運算曲線法來求得任意時刻短路電流的周期

44、分量。(3)總的短路電流周期分量的有名值最后將得到的各電源在某同一時刻供出的短路電流的標(biāo)么值換算成有名值，然后相加，便得到短路點某一時刻的三相短路電流周期分量，即：(3.3)式中： -有限容量供給的短路電流周期分量標(biāo)么值；-無限大容量電源供給的短路電流的標(biāo)么值； -短路點t秒短路電流周期性分量的有效值，單位ka 。3.5限流措施3.5.1電力系統(tǒng)可以采取的限流措施(1)提高電力系統(tǒng)的電壓等級；(2)直流輸電；(3)在電力系統(tǒng)的主網(wǎng)加強聯(lián)系后，將次級電網(wǎng)解環(huán)運行；(4)在允許的范圍內(nèi)，增大系統(tǒng)的零序阻抗，例如采用不帶第三繞組或第三繞組為y接線的全星形自耦變壓器、減少變壓器的接地點等。3.5.2發(fā)

45、電廠和變電所中可以采取的限流措施(1)發(fā)電廠中，在發(fā)電機電壓母線分段回路中安裝電抗器；(2)變壓器分裂運行；(3)變電所中，在變壓器回路中裝設(shè)分裂電抗器或電抗器；(4)采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器；(5)出線上裝設(shè)電抗器；(6)選擇合理的電氣主接線形式和運行方式。3.6 規(guī)定說明(1)驗算導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流時，所有的短路電流應(yīng)按本設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景規(guī)劃；(2)確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式選擇。3.7短路計算點的選擇在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。本設(shè)計選擇二個短路計算點，分別在220kv母線

46、上、60kv母線上。等值電路如圖3.1所示。圖3.1系統(tǒng)計算電路圖3.8 三相短路電流沖擊值的計算三相短路電流的最大峰值出現(xiàn)在短路后半個周期，當(dāng)f=50hz時，發(fā)生在短路后0.01s，此峰值被稱為沖擊電流。其計算式為：(3.6)式中：-沖擊系數(shù)。（發(fā)電機出口1.9；其他地點1.8）本次設(shè)計所選的短路點取為變電所兩臺主變高壓側(cè)的點和低壓側(cè)并列運行時的，計算結(jié)果如下：當(dāng)點短路時：若取沖擊系數(shù)則沖擊電流為=2.553.43=8.730短路功率為=32303.43=1366.465mva短路電流的最大有效值為=1.52=1.523.43=5.214當(dāng)點短路時：若取沖擊系數(shù)則沖擊電流為=2.558.04

47、2=20.47短路功率為= =3638.042=877.54mva短路電流的最大有效值為=1.52=1.528.042=12.063短路電流計算結(jié)果如下表:表3.1 各時刻的短路電流計算結(jié)果短路電流時間0s2s4s短路電流有效值ka3.432.0842.081短路電流有效值ka8.0425.9956.2334變電所電氣設(shè)備選擇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，都必須安全可靠的運行。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。各種電氣設(shè)備選擇的一般條件程序是：先按正常工作條件選擇出設(shè)備，然后按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。4.1 電氣設(shè)備的選擇原則4

48、.1.1電氣設(shè)備選擇的一般要求(1)應(yīng)滿足各種運行、檢修、短路和過電壓情況的運行要求，并考慮遠景發(fā)展。(2)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件（如海拔，大氣污染程度和環(huán)境溫度）校驗。(3)應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。(4)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。(5)同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種，以減少備品條件，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)正式簽定合格的特殊情況下，選用未經(jīng)正式簽定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。4.1.2電氣設(shè)備選擇的一般原則4.1.2.1按正常工作條件選擇(1)類型和形式的選擇。根據(jù)設(shè)備的安裝地點、使用條件等因素，確定是選用戶內(nèi)型還是戶外型；選用普通型還是防污型；選用裝配式還是成套式

49、；選用適合有人值班的還是滿足無人值班要求等。(2)額定電壓。按電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的額定電壓不小于裝設(shè)地點的電網(wǎng)額定電壓選擇，即：(4.1)但是，限流式熔斷器只能用在與其額定電壓相同的電網(wǎng)中，若降壓使用的話，熔斷時產(chǎn)生的過電壓將對電網(wǎng)和設(shè)備的絕緣造成損壞。(3)額定電流。所選擇電氣設(shè)備的額定電流，或載流導(dǎo)體的長期允許電流（經(jīng)溫度和其他條件修正后得到的電流值），不得小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流，即：(4.2)按交流高壓電器的長期工作時發(fā)熱的規(guī)定，斷路器、隔離開關(guān)、電抗器等電器設(shè)備在環(huán)境最高溫度為+40時，允許按額定電流持續(xù)工作。當(dāng)安裝地點的環(huán)境溫度高于+40而低于+60時，每增高1，建議額定電流

50、減少1.8%；當(dāng)?shù)陀?40時，每降低1，建議額定電流增加0.5%,但總的增加值不得超過額定電流的20%。4.1.2.2 按短路狀態(tài)進行校驗當(dāng)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過短路電流時，會同時產(chǎn)生電動力和發(fā)熱兩種效應(yīng)，一方面使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體受到很大的電動力作用，同時又使它們的溫度急劇升高，這可能使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的絕緣受到損壞。為此，在進行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇時，必須對短路電流電動力和發(fā)熱計算，以驗算動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。為使所選電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定。(1)容量和接線。按本工程設(shè)計最終容量計算，并考

51、慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（工程建成后510年）；其接線應(yīng)采取可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式。(2)短路種類。一般按三相短路驗算，若其他種類短路較三相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗算。(3)計算短路點。選擇通過電器設(shè)備的短路電流為最大的那些點為短路點。先考慮分別在電氣設(shè)備前后短路時的短路電流，同時要強調(diào)的是流過所要校驗設(shè)備內(nèi)部的短路電流，而非流到短路點的總電流。(4)短路時間。校驗電器是熱穩(wěn)定和開斷能力時，還必須合理地確定短路計算時間。驗算熱穩(wěn)定的計算時間為繼電保護動作時間和相應(yīng)斷路器的全開斷時間之和，即：(4.3)式中：-斷路器全開斷時間；-后備

52、保護時間。驗算電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的方法如下：當(dāng)短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值，即：(4.4)式中：-短路電流的熱效應(yīng)；-設(shè)備給定的t秒內(nèi)允許的熱穩(wěn)定電流有效值。當(dāng)被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過可能最大的短路電流值時，電動力效應(yīng)不會造成其變形或損壞。即應(yīng)滿足條件：(4.5)式中：-短路沖擊電流的幅值；-設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流的峰值。4.1.2.3環(huán)境條件選擇選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗。當(dāng)氣溫、濕度、污穢、海拔、地震、覆冰等環(huán)境條件超出一般電器的基本使用條件時，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較后采取相應(yīng)措施或向設(shè)備制造商提出補充要求。4.2 電氣設(shè)備

53、的選擇4.2.1高壓斷路器的選擇4.2.1.1按種類和型式選擇高壓斷路器的種類和型式的選擇，除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。根據(jù)我國當(dāng)前生產(chǎn)制造情況，電壓6-220kv的電網(wǎng)可選用少油斷路器，真空斷路器和六氟化硫斷路器；330-500kv電網(wǎng)一般采用sf6斷路器。4.2.1.2按額定電壓選擇高壓斷路器的額定電壓un應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓即：(4.6)4.2.1.3按額定電流選擇高壓斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于流過它的最大持續(xù)工作電流即：(4.7)當(dāng)斷路器使用的環(huán)境溫度不等于設(shè)備最高允許環(huán)境溫度時，應(yīng)對斷路器的額定電流進行修正。

54、4.2.1.4按額定短路開斷電流選擇在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定短路開斷電流應(yīng)滿足：(4.8)式中：-斷路器實際開斷時間ts的短路電流周期分量。實際開斷時間，為繼電保護主保護動作時間與斷路器固有分閘時間之和。對于設(shè)有快速保護的高速斷路器,其開斷時間小于0.1s，當(dāng)在電源附近短路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量幅值地20%，因此，其開斷電流應(yīng)計及非周期分量的影響,取短路全電流有效值進行校驗。裝有自動重合閘裝置的斷路器,應(yīng)考慮重合閘對額定開斷電流的影響。4.2.1.5按額定短路關(guān)合電流選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有很大的短路電流通過(預(yù)擊穿)，更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的破壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時，不可避免的在接通后又自動跳閘,此時要求能切斷短路電流。為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器的額定短路關(guān)合電流應(yīng)不小于短路沖擊電流幅值，即：(4.9)4.2.1.6熱穩(wěn)定校驗高壓斷路器的額定短時耐受熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流熱效應(yīng)即：(4.10)4.2.1.7動穩(wěn)定校驗高壓斷路器的額定峰值耐受