望花二次變電所電氣部分初步設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、望花二次變電所電氣部分初步設(shè)計目 錄摘 要iabstractii引 言iii第一篇 說明書- 1 -第一章 設(shè)計總則- 1 -第二章 主變壓器的選擇- 2 -2.1 變壓器的選擇原則- 2 -2.2 主變壓器臺數(shù)的確定- 2 -2.3 主變壓器形式的選擇- 2 -2.4 主變壓器容量的確定- 3 -2.5本次設(shè)計所選變壓器- 3 -第三章 補(bǔ)償電容器的選擇- 4 -第四章 電氣主接線的選擇- 6 -4.1 主接線的設(shè)計原則- 6 -4.2 主接線設(shè)計的基本要求- 6 -4.3 本變電所的設(shè)計方案- 7 -第五章 短路電流計算- 10 -5.1 短路電流計算的目的- 10 -5.2 短路計算的條

2、件和原則- 10 -5.3 短路計算的一般規(guī)定- 10 -5.4 對有變電所的幾點特殊說明- 11 -5.5 短路點的選取- 11 -5.6 參數(shù)計算- 11 -5.7 三相短路電流周期分量的計算- 11 -5.8 沖擊電流的計算- 12 -第六章 電氣設(shè)備的選擇- 13 -6.1 電氣設(shè)備選擇的一般問題- 13 -6.2 60kv側(cè)高壓電氣設(shè)備的選擇- 13 -6.2.1 高壓斷路器的選擇- 13 -6.2.2 隔離開關(guān)的選擇- 15 -6.2.3 電壓互感器的選擇- 16 -6.2.4 電流互感器的選擇- 16 -6.3 10kv側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇- 17 -6.3.1 kyw10z型高壓

3、開關(guān)柜用途- 17 -6.3.2 kyw10z型高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)特點- 17 -6.3.3 kyn10z型高壓開關(guān)柜工作條件- 18 -6.3.4 本次設(shè)計所選開關(guān)柜- 18 -6.4母線的選擇- 19 -6.4.1 母線材料、截面形狀和布置方式選擇- 20 -6.4.2 母線截面尺寸選擇- 20 -6.4.3 電暈電壓校驗- 21 -6.4.4 熱穩(wěn)定校驗- 21 -6.4.5 動穩(wěn)定校驗- 21 -第七章 防雷保護(hù)的設(shè)計- 23 -7.1 裝設(shè)避雷針的原則- 23 -7.2 裝設(shè)避雷器的原則- 23 -7.3 變電所的保護(hù)對象- 24 -7.3.1 電工裝置的防雷保護(hù)- 24 -7.3.2

4、雷電過電壓保護(hù)對象- 24 -7.4 防雷保護(hù)措施- 25 -7.5 避雷針的選擇- 25 -7.6 本次設(shè)計所選避雷器- 26 -第八章 高壓配電裝置規(guī)劃設(shè)計- 28 -8.1 配電裝置的一般說明- 28 -8.1.1 屋內(nèi)配電裝置- 28 -8.1.2 屋外配電裝置- 28 -8.1.3成套配電裝置- 29 -8.1.4 配電裝置的設(shè)計和安裝應(yīng)滿足如下基本要求- 29 -8.2 設(shè)備配置- 29 -8.2.1隔離開關(guān)的配置- 29 -8.2.2 接地刀閘的配置- 29 -8.2.3 電壓互感器的配置- 30 -8.2.4 電流互感器的配置- 30 -8.2.5 避雷器的配置- 30 -8.

5、3 配電裝置的選擇- 30 -8.4 本設(shè)計采用的配電裝置- 31 -第九章 自動裝置和備用電源裝置- 32 -9.1電力系統(tǒng)自動裝置的設(shè)計- 32 -9.2 自動重合閘的裝設(shè)- 32 -9.3 備用電源和備用設(shè)備自動投入- 33 -第十章 變電所繼電器保護(hù)設(shè)計- 34 -10.1 繼電保護(hù)的一般原則- 34 -10.2 主變壓繼電器保護(hù)設(shè)計- 34 -10.3 母線保護(hù)- 35 -10.4 線路保護(hù)- 36 -10.5 過電壓保護(hù)- 37 -第二篇 計算書- 39 -第一章 變壓器的選擇- 39 -1.1變電所60kv的用戶總?cè)萘? 39 -1.2折算到變壓器的容量- 39 -1.3主變壓器

6、的選擇- 39 -第二章 補(bǔ)償電容器的選擇- 40 -第三章 短路電流的計算- 42 -3.1 參數(shù)計算- 43 -3.2網(wǎng)絡(luò)簡化- 44 -3.3 高壓側(cè)短路計算- 46 -3.4 低壓側(cè)短路計算- 47 -第四章 電氣設(shè)備的選擇- 49 -4.1斷路器的選擇（60kv側(cè)）- 49 -4.2 隔離開關(guān)選擇（60kv）- 50 -4.3 電壓互感器選擇（60 kv側(cè)）- 51 -4.4 電流互感器的選擇（60 kv側(cè)）- 52 -4.5 母線的選擇- 53 -4.6母線的選擇（10kv側(cè)）- 54 -4.7 高壓開關(guān)柜的選擇（10kv側(cè)）- 55 -總 結(jié)- 57 -致 謝- 58 -參考文獻(xiàn)

7、- 59 - 59 -摘 要本設(shè)計是望花二次變電所電氣部分初步設(shè)計。本設(shè)計除了摘要、畢業(yè)設(shè)計計算書之外，還詳細(xì)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，并制定了適合本所要求的主接線。短路電流計算是最重要的環(huán)節(jié)，本設(shè)計詳細(xì)的介紹了短路電流計算的目的、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計算、網(wǎng)絡(luò)變換以及各種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，并對這些設(shè)備進(jìn)行校驗和產(chǎn)品

8、相關(guān)介紹。而根據(jù)本所設(shè)計介紹的高壓配電裝置的設(shè)計原則、要求和10kv側(cè)的配電裝置，決定此次設(shè)計對本所采用普通中型布置。繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃，包括總則、自動裝置、一般規(guī)定主變壓器、母線等設(shè)備的保護(hù)，而變電所的防雷保護(hù)則主要針對避雷針和避雷器的設(shè)計。此外，在計算書適當(dāng)?shù)奈恢眠€附加了圖紙（主接線、平面圖、斷面圖）及表格以便閱讀、理解和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，短路計算，設(shè)備選擇，變電所設(shè)計abstractthis graduate design thesis is wanghua substation electrical engineering (part) design. whole thes

9、is besides summary graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most 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 numberetc. in set data of t

10、he transformer to really settle; the electricity lord connected the line to introduce primarily the 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

11、 lord that combine to establish the in keeping with my plant the request connects the line. the short-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, ne

12、twork transformation of a parameter detailedly, and each calculation etc. knowledge that short circuit order; the choice of the high pressure electricity equipments includes the mother line, high pressure breaks the road machine and insulate the switch, electric current to feels with each other the

13、machine, electric voltage feels with each other the choice principle of the machine, high pressure switch cabinet with request, and proceed to these equipments the school check with the related introduction in product. but go together with the design principle of the electricity device, request to g

14、o together with the electricity device with 60kv according to this thesis a high pressure for introducing, decide this time design to adopt the cent the mutually medium-sized arranging to the my plant. after electricity protection with the programming of the automatic device, include total, automati

15、c device, general provision with the protection of generator, transformer, mother line etc. equipments, but power plant with change to give or get an electric shock a design for defending thunder protection then primarily aiming at lightning rod with lightning arrester. in addition, return in the ap

16、propriate position in thesis additional diagram paper (the lord connects the line diagram, plane chart defend thunder protection diagram, cross section diagram etc.) and forms read, comprehend with the convenience with applied. key words: power system , short- circuit , equipments choice,substation

17、design 引 言電力是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)不可缺少的一種寶貴能源，它在各個領(lǐng)域中已獲得了廣泛的應(yīng)用，離開了電力，要想實現(xiàn)人類社會的物質(zhì)文明和精神文明是根本不可能的，要實現(xiàn)國家的現(xiàn)代化也是辦不到的。因此電力統(tǒng)的安全運(yùn)行，及合理建設(shè)方式，涉及到國家經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展。畢業(yè)設(shè)計也是大學(xué)的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，通過設(shè)計可以鞏固所學(xué)到的專業(yè)理論知識，包括設(shè)計原則，設(shè)計步驟，和設(shè)計方法。由于本人將要到電力系統(tǒng)工作，為更好的熟悉設(shè)備及掌握電氣接線原則，因此畢業(yè)設(shè)計選擇方向為二次降壓變電所。經(jīng)過三年的全日制學(xué)習(xí)，使我自己在專業(yè)知識上面的積累和設(shè)備的了解有了大大地的加深.合理有效地的分配電能，為自己的日后工作有了很大的幫

18、助，在短短的幾個月的實際中，我完成了很多項目的設(shè)計，由主變壓器的選擇到設(shè)備的計算，在到配電裝置的規(guī)劃，以及最后到電氣主接線的上機(jī)畫圖。 待設(shè)計變電所是60/10kv地區(qū)一般性變電所。其10kv側(cè)供電負(fù)荷出線共有11回，為了保證供電的可靠性和一次滿足遠(yuǎn)期負(fù)荷的要求，本設(shè)計將按照遠(yuǎn)期負(fù)荷規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計建設(shè)，從而保證該變電所能夠長期可靠供電。望花二次變電所電氣部分初步設(shè)計是我們在校期間進(jìn)行的一次比較系統(tǒng)，具體，完整的頗為重要的設(shè)計，它是我們將在學(xué)校期間所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行理論與實踐的很好結(jié)合，在我們的大學(xué)生活中占有極其重要的作用，是學(xué)生在校期間最后一個重要的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生全面運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論

19、、專業(yè)知識和基本技能，對實際問題進(jìn)行設(shè)計（或研究）的綜合性訓(xùn)練。也是我們將來走向工作崗位為奠定良好基石的實踐。通過畢業(yè)設(shè)計，可以培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)工程觀念，以便更好地適應(yīng)工作的需要。第一篇 說明書第一章 設(shè)計總則1、變電所的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行黨中央的有關(guān)方針政策，設(shè)計中應(yīng)不斷結(jié)合實踐經(jīng)驗，在保證安全進(jìn)行、經(jīng)濟(jì)合理的條件下，力求接線簡單、布置緊湊。同時逐步提高自動化水平并積極慎重運(yùn)用采用新技術(shù)。2、變電所的所內(nèi)建筑物、構(gòu)造物的布置應(yīng)緊湊合理，充分利用地形并應(yīng)考慮方便以后擴(kuò)建。為了減少變電所占地面積或當(dāng)?shù)貐^(qū)面積受到限制時，配電裝置應(yīng)盡量減少或在布置上采用方型或半方

20、型方式等。3、變電所區(qū)域的豎向布置所符合的要求： 盡量利用原有自然地形、減少土石方量。 建筑物的標(biāo)高、基礎(chǔ)埋深路基和管線埋深應(yīng)互相配合。建筑物的屋內(nèi)地面一般高出屋外地面150-300mm并根據(jù)地質(zhì)條件考慮沿降量。4、變電所所址應(yīng)符合的條件： 不接近負(fù)荷中心。 不占或少占農(nóng)田。 便于各級電壓線路的引入和引出，架空線路走廊應(yīng)與所址同時確定。 交通運(yùn)輸便利。 具有適宜的地址條件，如所址選在有礦藏的地區(qū)應(yīng)征得有關(guān)部門的同意。第二章 主變壓器的選擇2.1 變壓器的選擇原則1、變壓器的確定：根據(jù)變電所設(shè)計中的有關(guān)規(guī)定：變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，其中一臺因事故停運(yùn)后，其余主變的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70

21、，在設(shè)計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級負(fù)荷和二級負(fù)荷正常運(yùn)行。若變電所有其他能源可供保證在主變停運(yùn)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(yùn)輸條件限制，應(yīng)選用三相變壓器。2.2 主變壓器臺數(shù)的確定1、選定原則：為了保證供電可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺以上主變壓器，當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺以上變壓器時，每臺容量的選擇應(yīng)按照其中一臺停運(yùn)時，其余容量至少能保證一級負(fù)荷為變電所全部負(fù)荷的60-70。通常一次變電所采用75，二次變電所采用60。2、據(jù)要求選兩臺主變壓器。2.3 主變壓器形式的選擇1、主變采用三相變壓器若因制造和運(yùn)輸條件的限制，在220k

22、v的變電所中，可采用單相變壓器組，當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器組時，應(yīng)考慮備用相，當(dāng)變壓器超過一組，且各組的容量滿足全所負(fù)荷的75%時，可裝備用相。2、當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓要求時，應(yīng)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(jì)運(yùn)行的觀點考慮，應(yīng)該注意選用有載調(diào)壓變壓器。其所附加的工程造價，通常在短期內(nèi)是可以回收的。3、與兩個中性點直接接地系統(tǒng)的變壓器，除低壓負(fù)荷較大或與高中壓間的潮流不定的情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需做技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。4、具有三種電壓等級的變電所。例如220kv，110kv，35kv，一般采用三繞組變壓器。2.4 主變壓器容量的確定根據(jù)發(fā)電廠變電所電氣接線和布置中規(guī)定：主變壓器的容量應(yīng)滿

23、足電氣系統(tǒng)510年內(nèi)的近期規(guī)劃。變電所的變壓器額定容量按s=0.7pm 選擇。按負(fù)荷確定單臺容量：由原始數(shù)據(jù)可知：有功負(fù)荷率=0.75；=0.80根據(jù)負(fù)荷表求出： 由于線路中有損耗，所以提高5%，負(fù)荷同時系數(shù)k=0.9，變電所裝設(shè)兩臺主變壓器，其中一臺事故停運(yùn)后，其余主變的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70，所以： 2.5本次設(shè)計所選變壓器查設(shè)備書選擇變壓器的型號為：sfl116000/60 具體的參數(shù)見表2.5.1所示。表2.5.1 sfl116000/60參數(shù)型號sfl116000/60負(fù)載損耗(kw)103額定容量(kva)16000空載損耗(kw)19.5高壓(kv)63阻抗電壓(uk%)9

24、低壓(kv)10.5空載電流(i0%)0.8第三章 補(bǔ)償電容器的選擇工礦企業(yè)的生產(chǎn)用耗電設(shè)備多為感性負(fù)荷，除電源用有功功率之外，還有大量的無功功率由電源到負(fù)荷往返交換，導(dǎo)致功率因數(shù)降低，從而造成了下述不利影響。引起線路電流增大，使供電設(shè)備的容量不能充分利用，降低了供電能力。電流增大，使設(shè)備和線路的功率損耗和電能損耗急劇增加、線路電壓損失增大，影響負(fù)荷端的電壓質(zhì)量。對發(fā)電機(jī)而言，無功功率電流增加，使電機(jī)的風(fēng)去磁能力增加，端電壓降低，使發(fā)電機(jī)達(dá)不到預(yù)定的出力。綜上所述，無功功率對電源及工礦企業(yè)內(nèi)部供電系統(tǒng)都有不良影響，從節(jié)約電能改變配電設(shè)備利用情況和提高電能質(zhì)量等方面考慮，必須設(shè)法減少負(fù)荷無功功率

25、帶來的不利影響，為此需要安裝無功補(bǔ)償裝置。設(shè)置補(bǔ)償裝置時，應(yīng)由系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電網(wǎng)電壓、系統(tǒng)穩(wěn)定性、有功分配、無功平衡、調(diào)相調(diào)壓、以及限制諧波電壓、潛供電流、暫時過電壓等因素，提出補(bǔ)償裝置的設(shè)置地點、種類、型式、容量和電壓等級。電氣專業(yè)要從安裝的自然環(huán)境條件、裝置的接線方式、布置型式、控制保護(hù)方式、設(shè)備的技術(shù)條件，以及避免或限制補(bǔ)償裝置引起的操作過電壓和諧振過電壓等角度出發(fā)，予以配合。功率因數(shù)計算：補(bǔ)償前計算負(fù)荷的自然功率因數(shù)為： （3.1）補(bǔ)償后的計算負(fù)荷功率因數(shù)為： （3.2）靜電電容器無功補(bǔ)償容量為：（4.3）pca-有功計算負(fù)荷qca-無功計算負(fù)荷qc-無功補(bǔ)償容量pc-補(bǔ)償率-補(bǔ)償前后的

26、功率因數(shù)角所選的補(bǔ)償電容型號為：bwf111203w型其參數(shù)見表3.1.1所示。表3.1.1 bwf111203w參數(shù)型號額定電壓（kv）額定容量（kvar）額定電容（uf）bwf111203w10.51203.47第四章 電氣主接線的選擇變電所電氣主接線系指變電所的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電所的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。4.1 主接線的設(shè)計原則1、考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的

27、地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。2、考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定主接線的形式以及所連接的電源數(shù)和出線回數(shù)。3、考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響對一級負(fù)荷，必須有兩個獨立的電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部一級負(fù)荷不間斷供電；對二級負(fù)荷，一般要有兩個電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，

28、能保證大部分二級電源供電。三級負(fù)荷一般只需要一個電源供電?？紤]主變臺數(shù)對主接線的影響4、變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。5、考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷的突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當(dāng)斷路器和母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時允許切除線路、變壓器的數(shù)量等。4.2 主

29、接線設(shè)計的基本要求根據(jù)我國能源部關(guān)于220500kv變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程sdj 288規(guī)定：“變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)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)備特點等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡和擴(kuò)建等要求。”1、可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實踐。經(jīng)過長期運(yùn)行實踐的考驗，對以往采用的主接線，經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮

30、繼電保護(hù)二次設(shè)備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)志是：（1） 斷路器檢修時是否影響供電；（2） 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停用線路的回數(shù)和停運(yùn)時間的長短，以能否保證對重要用戶的供電；（3） 變電所全部停電的可能性；（4） 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(jìn)的指標(biāo)都在99.9%以上；2、靈活性主接線的靈活性有以下幾方面要求：（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、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要

31、求。（2） 檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對用戶的供電。（3） 擴(kuò)建要求。可以容易的從初期過渡到終期接線，使在擴(kuò)建時，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。3、經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損耗小。4.3 本變電所的設(shè)計方案1、60kv側(cè)主接線方案的擬定根據(jù)原始資料的分析初步擬定主接線的方案有兩種：（1）單母線分段接線。（2）單母線接線。方案比較下4.3.1表所示。表4.3.1 60kv側(cè)主接線方案比較方案1：單母分段接線方案2：單母線接線可靠性1、當(dāng)一段母線發(fā)生故障時可保證非故障段母線正常供電。2、10kv及60kv母線檢修將導(dǎo)致一半負(fù)荷停電

32、。3、可能出現(xiàn)全部斷電的情況。4、接線形狀簡單清晰設(shè)備少設(shè)備本身故障率小。1、當(dāng)母線與隔離開關(guān)故障或檢修時，將造成整個配電裝置停電。2、當(dāng)斷路器檢修時，將在整個期間中斷該進(jìn)出線的工作。靈活性1、運(yùn)行方式相對簡單。2、擴(kuò)建方便。3、切換線路較方便。1、接線不夠靈活可靠。2、便于擴(kuò)建和采用成套的配電裝置。經(jīng)濟(jì)性1、設(shè)備相對較少，投資少，年費(fèi)用少。2、占地面積較小。1、接線簡單清晰。2、采用設(shè)備少，投資少。3、占地面積小。結(jié)論分析在以上兩個方案中：（1）可靠性：方案1比方案2好。（2）經(jīng)濟(jì)性：方案2：占地面積小，使用設(shè)備少。年檢修費(fèi)用少，一次投資相對比較方案1少，即經(jīng)濟(jì)性好。（3）靈活性：方案1：接

33、線投入切除相對比較方便。而方案2：接線不夠靈活，不便于元件的投入切除。通過定性分析，考慮待設(shè)計的變電所主要負(fù)荷是工業(yè)負(fù)荷因此要保證供電可靠性和待擴(kuò)建等因素，所選主接線方案為方案1。即：單母分段接線方案。2、10kv側(cè)電氣主接線方案選擇根據(jù)原始資料及其分析初步擬定主接線方案有兩種：（1）單母線分段。 （2）雙母線接線。方案的比較如表4.3.2所示。表4.3.2 60kv側(cè)主接線方案比較單母線分段雙母線接線可靠性1、當(dāng)一段母線發(fā)生故障時可保證非故障段母線正常供電。2、10kv及60kv母線檢修將導(dǎo)致一半負(fù)荷停電。3、可能出現(xiàn)全部斷電的情況。4、接線形狀簡單清晰設(shè)備少設(shè)備本身故障率小。1、可以輪流檢

34、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、運(yùn)行方式相對簡單2、擴(kuò)建方便3、切換線路較方便1、調(diào)度靈活。2、擴(kuò)建方便。3、便于試驗。經(jīng)濟(jì)性1、設(shè)備相對較少，投資少，年費(fèi)用少。2、占地面積較小。1、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。結(jié)論分析：（1）在上面的表中方案1與方案2的比較已經(jīng)很清晰。在選擇方案的時候我們即要看到我們變電所的未來發(fā)展又要兼顧經(jīng)濟(jì)性方案。2中雖然很適合未來的發(fā)展，但根據(jù)我們變電所的實際情況出發(fā)，我們只是一個地區(qū)性質(zhì)

35、的小變電所，即一個小型的公用變電所，投資大反而失去了意義。而方案1中的經(jīng)濟(jì)性才是我們考慮的首要因素。（2）依據(jù)變電所設(shè)計一書中，出線在15回以下就使用單母線分段接線。它雖然靈活性和可靠性差一點，但考慮我們對重要負(fù)荷有兩條線路進(jìn)行供電。如果一段檢修，另一段仍可以照運(yùn)行，而兩段同時出現(xiàn)問題的時候畢竟很少。（3）綜合考慮多種因素，決定選擇方案1單母線分段接線。1、 所選用的主接線方案60kv側(cè)主接線方式：采用單母線分段接線，10kv側(cè)主接線方式；采用單母線分段接線。第五章 短路電流計算5.1 短路電流計算的目的 1、電氣主接線的比選。 2、選擇導(dǎo)體和電容。 3、確定中性點接地方式。 4、計算軟導(dǎo)體的

36、短路搖擺。 5、確定分裂導(dǎo)線間隔棒間距。 6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。 7、選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算。5.2 短路計算的條件和原則1、正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行。2、所有電源的電動勢相位角相同。3、系統(tǒng)中同步異步電動機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和磁泄渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱，定子三相繞組空間位置差120度電氣角。4、電氣系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和。即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流的大小發(fā)生變化。5、電氣系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷在高壓母線上，50%負(fù)荷在系統(tǒng)側(cè)。6、同步發(fā)電機(jī)具有自動調(diào)整勵磁裝置。7、短路發(fā)電在電流為最大值瞬間。8、不考

37、慮短路點電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。9、除計算短路電流衰減時間外和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的阻抗略去不計。10、元件的計算參數(shù)都取其額定值。11、輸電線路的電容略去。12、用概率統(tǒng)計法制定短路電流運(yùn)算曲線。5.3 短路計算的一般規(guī)定 1、驗算導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所有的短路電流，確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機(jī)的影響。 3、選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算，計算短路點應(yīng)選擇在正常方式時的短路電流為最大的地點。 4

38、、導(dǎo)體和電容的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路計算。5.4 對有變電所的幾點特殊說明 1、本所容量的阻抗沒有直接給出，但給出了用戶的最大負(fù)荷。根據(jù)這些最大負(fù)荷，利用容量計算公式可算出變壓器容量，查出變壓器的阻抗電壓，然后算出變壓器阻抗。 2、由于電力系統(tǒng)并不是無窮大，所以其阻抗不能忽略不計。另外，電力系統(tǒng)與機(jī)組也不能合并在一起，來求短路電流。5.5 短路點的選取 本所的短路點的選取取為2點。分別在高壓側(cè)選一點，在低壓側(cè)選一點。并對其進(jìn)行比較。1、高壓側(cè)短路點的選取，取d1點。2、低壓側(cè)短路點的選取，取d2點。5.6 參數(shù)計算 電路元件的標(biāo)么值,計算公式如下：發(fā)電機(jī)： （5.1）變

39、壓器： （5.2）附：線路中的每千米線路阻抗取x=0.4/km 線路： （5.3）5.7 三相短路電流周期分量的計算 1、無限大電源供給的短路電流 當(dāng)供電源為無窮大時計算電抗xjs3.45時，不考慮短路電流周期分量的衰減，此時 -電源對短路點的等值電抗標(biāo)么值-額定容量下的計算電抗-電源的額定容量-短路電流周期分量的標(biāo)么值-0秒時短路電流周期分量標(biāo)么值-短路電流周期分量的有效值-時間為無窮時短路電流周期分量的標(biāo)么值-電源對短路點的等值電抗有名值-電源的額定電流-短路容量 2、有限大電源供給的短路電流 先將電源短路點的等值電抗歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計算電抗，然后按計算電抗值查得相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲

40、線，或查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線表，即可得到短路電流周期分量的標(biāo)么值。5.8 沖擊電流的計算三相短路電流發(fā)生后的半個周期，短路電流的瞬時值達(dá)到最大，稱為沖擊電流。 （4.4） -沖擊系數(shù)第六章 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇是變電所電氣部分設(shè)計的重要內(nèi)容之一。如何正確的選擇電氣設(shè)備，將直接影響到電氣主接線和配電裝置的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，在進(jìn)行設(shè)備的選擇時，必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)政策，在保證安全，可靠的前提下，力爭作到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行方便和留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要。6.1 電氣設(shè)備選擇的一般問題高壓電器選擇的主要任務(wù)是選擇滿足變電所及輸、配電線路正常和故障狀態(tài)下工

41、作要求的合理電器，以保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件。1、應(yīng)滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求。2、應(yīng)滿足安裝地點和使用的環(huán)境條件要求。3、應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求。4、電流互感器的選擇應(yīng)符合其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別。6.2 60kv側(cè)高壓電氣設(shè)備的選擇6.2.1 高壓斷路器的選擇斷路器作用：高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)電器。由于它具有完善的滅弧裝置，不僅可以用來正常情況下接通和斷開各種負(fù)荷電路，而且在故障情況下能自動迅速的開斷故障電流，還能實現(xiàn)自動重合閘的功能。高壓斷路器按下列項目選擇和校驗：型式和種類，額定電壓，額定電流，開斷電流，額定關(guān)合電流，動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定。1、按

42、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)境外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和維護(hù)、并經(jīng)技術(shù)比較后才能確定。根據(jù)我國當(dāng)前生產(chǎn)制造情況。電壓6220kv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；330500kv電網(wǎng)一般采用六氟化硫斷路器。2按額定電壓選擇高壓短路器的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓。即 （6.1）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 (6.2)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(jìn)行修訂。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。 (6

43、.3)式中斷路器實際開斷時間的短路電流周期分量有效值。斷路器的實際開斷時間等于繼電保護(hù)主保護(hù)動作時間與斷路器的固有分閘時間之和。對于設(shè)有快速保護(hù)的高速斷路器，其開斷時間小于0.，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的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(jìn)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。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，不可避免地在接通后又自

44、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)小于短路沖擊電流幅值，即 (6.4)6動穩(wěn)定校驗高壓斷路器的額定峰值耐受電流應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的短路沖擊電流幅值，即 (6.5)7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 (6.5)根據(jù)斷路器的有關(guān)參數(shù)查找設(shè)備書，60kv側(cè)斷路器選擇結(jié)果見表6.2.1所示。表6.2.1 sw2-63的參數(shù)型號63額定開斷電流（ka）31.5額定電壓（kv）63動穩(wěn)定電流（ka）80額定電流（a）1600熱穩(wěn)定電流（ka）31.5(4s)（1）型式。除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外

45、，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的方便。一般635kv選用真空斷路器，35500kv選用sf6斷路器。（2）額定電壓的選擇為。（3）額定電流的選擇為（4）額定開斷電流的檢驗為式中 -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tk，為繼電保護(hù)主保護(hù)動作時間與斷路器固有分閘時間之后。（5）熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足（6）動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足 6.2.2 隔離開關(guān)的選擇 1、 隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器，但它與斷路器不同。其差別是隔離開關(guān)沒有專門設(shè)置的滅弧裝置，所以不能用來切斷和接通電路中的負(fù)荷電流，更不能切斷和接通短路電流。隔離開關(guān)的主要用途包括以下幾點；（1） 在電路中起隔離電壓的作用，

46、保證檢修工作的安全。在檢修某一設(shè)備或電路的某一部分之前，事先把設(shè)備或該部分電路兩側(cè)的隔離開關(guān)切斷，把兩側(cè)電壓隔離，造成電路中明顯的斷開點，再在停電檢修的設(shè)備或部分電路上加裝接地線，就能確保檢修工作的安全。隔離開關(guān)用于檢修工作時，稱為“檢修電器”。（2） 用隔離開關(guān)配合斷路器，在電路中進(jìn)行倒閘操作。隔離開關(guān)用于倒閘操作時，稱為“操作電器”。（3） 用來切合小電流電路，如空載母線、電壓互感器、避雷器、較短的空載線路及一定容量的空載變壓器等。（4） 在某些終端變電所中，快分隔離開關(guān)與接地開關(guān)相配合，可以代替斷路器的工作。2、隔離開關(guān)應(yīng)根據(jù)下列條件選擇：型式和種類，額定電壓，額定電流，動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定隔

47、離開關(guān)的型式和種類的選擇應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用條件等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。其他四項技術(shù)條件與高壓斷路器相同。根據(jù)隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)查電工產(chǎn)品目錄查出，60kv側(cè)隔離開關(guān)選擇結(jié)果如表6.2.2所示。表6.2.2 gw5-63的參數(shù)型號gw5-63額定電壓（kv）63動穩(wěn)定電流（ka）50額定電流（a）630熱穩(wěn)定電流（ka）31.56.2.3 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇是根據(jù)額定電壓，裝置種類、構(gòu)造、形式、準(zhǔn)確度等級來選擇的，60kv側(cè)電壓互感器選擇結(jié)果如表6.2.3所示。表6.2.3 jdcf-63的參數(shù)型號額定電壓變比(kv)額定容量準(zhǔn)確等級(va)最大容量(va)

48、jdcf-630.2級0.5級3p級1級200050400100400由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時互感器本身并不遭受短路電流的作用，因此不需要校驗動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。6.2.4 電流互感器的選擇1、電流互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇：電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足： 式中 un.ne 是電流互感器所在電力網(wǎng)的額定電流 un 、in 是電流互感器的一次額定電壓和電流iw.max 是電流互感器一次回路最大工作電流2、電流互感器種類和形式選擇選擇互感器應(yīng)根據(jù)安裝地點（如屋內(nèi)、或屋外）安裝方式（如穿墻、支持式、裝入式）選擇其形式。電磁式電流互感器的種類和形式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境和產(chǎn)品情況選

49、擇。對于620kv屋內(nèi)配電裝置，應(yīng)采用絕緣樹脂澆注結(jié)構(gòu)或瓷絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35kv及以上配電裝置，宜采用油侵瓷箱式結(jié)構(gòu)的獨立電流互感器。有條件時，應(yīng)采用套管式電流互感器。（1）選擇電流互感器的準(zhǔn)確級和額定容量60kv側(cè)電壓互感器選擇結(jié)果如表6.2.4所示。表6.2.4 ldb-60的參數(shù)型號ldb-60額定電流比(a)750/51s熱穩(wěn)定倍數(shù)25準(zhǔn)確級次d1/d2/0.5動穩(wěn)定倍數(shù)63（2）熱穩(wěn)定校驗 (或) （6.6）（3）動穩(wěn)定校驗 （6.7）6.3 10kv側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇本次設(shè)計10kv側(cè)主要選擇kyw10z型高壓開關(guān)柜。k y n 310 額定電壓 設(shè)計序號 戶內(nèi)式 手車

50、式 金屬鎧裝開頭柜6.3.1 kyw10z型高壓開關(guān)柜用途kyw10z移開式金屬封閉高壓開關(guān)柜適用于交流50hz，額定電壓3、6、10kv，額定電流3000a及以下的單母線電力系統(tǒng)中，作為接受和分配電能的戶內(nèi)配電設(shè)備使用。6.3.2 kyw10z型高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)特點開關(guān)柜的柜體采用金屬鎧裝結(jié)構(gòu)，柜體骨架是用角鋼和鋼板彎制組焊而成，柜體由接地的金屬隔板分離成四個功能小室，既母線室，繼電室，斷路器手車室和電纜室。除斷路器手車室外，其他主要一次電器元件都固定安裝在各自的小室內(nèi)，柜體外殼的防護(hù)等級為ip20。斷路器手車室可推進(jìn)或抽出斷路器手車，室內(nèi)有三個位置，既運(yùn)行位置，實驗位置（也可作為接地位置），

51、和移開位置。室內(nèi)還有金屬聯(lián)板，當(dāng)手車自移開位置向運(yùn)行位置推進(jìn)時，連板可自動打開，使斷路器一次隔離觸頭能可靠插合，當(dāng)手車自運(yùn)行位置抽出時，連板可自動關(guān)閉鎖定在關(guān)閉位置，以保證人身安全。電纜室安裝了帶電顯示裝置，當(dāng)饋線帶電時，帶電顯示裝置的電壓指示氖燈發(fā)亮，以提示操作人員。結(jié)構(gòu)特點如下：1、鎧裝式金屬封閉開關(guān)柜，是交流金屬封閉開關(guān)柜中防護(hù)特性最好的。2、開關(guān)柜的外殼和每個小室之間的隔板為接地的包薄綱板，防護(hù)等級為ip20，可有效的防止人體和外界固體帶電部位和觸及運(yùn)動部分，可保證人身安全和設(shè)備可靠運(yùn)行。3、在對任何一個小室檢修時，只要斷開與相鄰的電源，在其他小室不停電的情況下，可確保檢修安全。4、斷

52、路器手車室，母線室，電纜室有壓力釋放通道和釋放門，因故障產(chǎn)生電弧時，電弧產(chǎn)生的高壓氣體可經(jīng)釋放通道和釋放門排出柜外，以避免高壓氣體危及人身安全和事故擴(kuò)大。5、具有“五種防誤操作”既防止帶負(fù)荷抽出或插入一次隔離觸頭；防止接地開關(guān)閉合接入電源；防止手車在工作位置時，帶電關(guān)合接地開關(guān)；防止誤入帶電間隔；防止誤分誤合斷路器。6、柜內(nèi)設(shè)置了接地導(dǎo)體，并與柜外一專用接地螺柱連通，柜體骨架，門，蓋板，活動連板，斷路器手車骨架與接地導(dǎo)體連通，一次電纜頭的接地采用了具有關(guān)合80ka電流能力的接地開關(guān)，接地系統(tǒng)具有能通過與斷路器相同的動，熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定時間。7、柜內(nèi)相間，相對地的空氣不小于125mm復(fù)合絕緣中帶電體距絕緣件的空氣不小于30mm。8、主