某110kv區(qū)域變電所電氣部分初步設(shè)計(含整套設(shè)計圖）

1、 電氣與電子工程 系（院） 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 某110kv區(qū)域變電所電氣部分初步設(shè)計學(xué)生姓名 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書一、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：某110kv區(qū)域變電所電氣部分初步設(shè)計二、畢業(yè)設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：1、根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃需新建一座110kv區(qū)域變電所。該所建成后與110kv電網(wǎng)相連，并供給近區(qū)用戶。該變電站主要用于豐水季節(jié)區(qū)域小水電電力外送主網(wǎng)。（小部分就地消化外）2、工程遠期（最終）建設(shè)規(guī)模為：（主接線遠期部分為虛線）1）主變壓器131.5mva +131.5mva。2）電壓等級采用110kv/35kv/10kv。3）110

2、kv出線2回。 4）35kv出線8回。5）10kv出線14回。 6）不考慮無功補償。3、工程本期建設(shè)規(guī)模為：（主接線為實線）1）主變壓器131.5mva。2）110kv出線1回；3）35kv線路6回，其中3回專線由用戶出資建設(shè)；4）10kv線路7回，其中3回專線由用戶出資建設(shè)；5）110kv出線取最大負荷利用小時數(shù)為tzd=4500h；6）水電站上網(wǎng)負荷數(shù)據(jù)附表4、 設(shè)計水平年設(shè)計水平年為2006年，現(xiàn)狀為2007年，遠景水平年為2012年。5、設(shè)計范圍1）所區(qū)總平面及所外150米以內(nèi)的進所道路；2）所內(nèi)各級電壓配電裝置和主變壓器的一、二次接線，繼電保護和遠動裝置。6、系統(tǒng)阻抗：110kv側(cè)電

3、源容量為1000mva，歸算至本所110kv母線側(cè)阻抗為0.32。s1=100mva7、該地區(qū)歷年最高溫度為39.5，歷年最低溫度為-9.5，年平均氣溫16.2，最高內(nèi)澇水位2.3米。8、該變電所位于鎮(zhèn)郊，地勢平坦，交通便利，無環(huán)境污染。三、畢 業(yè) 設(shè)計(論文)工作內(nèi)容及完成時間：1、主接線設(shè)計： (2.5周)分析原始資料，根據(jù)任務(wù)書的要求擬出各級電壓母線的接線方式，選擇變壓器型式及接線方式，通過技術(shù)經(jīng)濟比較選擇主接線最優(yōu)方案2、短路電流計算：（1周） 根據(jù)所確定的主接線方案，選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愣搪伏c計算短路電流并列表表示出短路電流的計算結(jié)果3、主要電氣設(shè)備選擇（1.5周）4、所用電設(shè)計（0.5周

4、）1）根據(jù)要求計算所用電負荷2）選擇所用變壓器型式、臺數(shù)及容量3）設(shè)計所用電接線5、主變保護配置（0.5周）6、編制設(shè)計成果（1周）1）編制設(shè)計說明書2）編制設(shè)計計算書3）繪制變電站主接線圖紙1張（a2圖紙）4）繪制主變?nèi)齻?cè)交流（電流、電壓）回路展開圖3張（a2圖紙）5）繪制主變?nèi)齻?cè)保護、控制回路展開圖1張（a2圖紙）6）繪制110kv、35kv、10kv出線保護、控制回路展開圖3張（a2圖紙）7）繪制10kv配電裝置配置圖1張（a2圖紙）四、主 要參考資料：1、電力工程設(shè)計手冊第一冊、第二冊 上?？萍汲霭嫔?、發(fā)電廠電氣部分華中工學(xué)院 范錫普3、短路電流實用計算中國電力出版社 李瑞榮4、電氣

5、工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南 電力系統(tǒng)分冊中國水利電力出版社 陳躍5、電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南 繼電保護分冊中國水利電力出版社 韓笑某區(qū)水電上網(wǎng)負荷預(yù)測表單位:kw(負荷) 萬kwh(電量)上網(wǎng)負荷/年份2005年2006年2007年2008年2009年2010年2012年2015年35kv營盤圩線0026002600260026002600260035kv興水嶺線6500650065006500650065006500650035kv上灣線2460246024602460246024602460246035kv利民線0034003400340034003400340035kv立新線000000200

6、0200035kv燕子崖線0000040004000400010kv阡陌線1050105010501050105010501050105010kv雙山線2900290029002900290029002900290010kv營盤圩線1700170017001700170017001700170010kv滁洲線0015901590159015901590159010kv清秀線0001000100010001000100010kv川桃線0000120012001200120010kv營盤鄉(xiāng)線0030003000300030003000300035kv河下線001800018000180001800

7、01800018000裝機容量合計1461014610432004420045400494005140051400上網(wǎng)容量合計1168811688345603536036320395204112041120上網(wǎng)電量合計56625662166361701617454190861983819838某區(qū)水電上網(wǎng)負荷預(yù)測表單位:kw10kv上網(wǎng)容量5650565010240112401244012440124401244035kv上網(wǎng)容量89608960329603296032960369603896038960裝機容量合計146101461043200442004540049400514005140

8、0上網(wǎng)容量合計1168811688345603536036320395204112041120用電負荷151181.2217.4260.9313.1375.7450.9541.1變電容量合計1153711507343433509936007391444066940579計算容載比1.41.41.41.41.41.41.41.4需110kv變電容量(kva)1615216110480804913950410548025693756811已有110kv變電容量(kva)00400004000040000400008000080000應(yīng)增110kv變電容量(kva)16152161108080913

9、910410148022306323189實增110kv變電容量(kva)0040000000400000實際容載比001.1651.141.1111.0221.9671.971目 錄摘 要9第一章 主變壓器選型111.1 概述111.2 主變臺數(shù)的選擇111.3 主變壓器容量的確定111.3.1 110kv側(cè)負荷121.3.2 35kv側(cè)負荷121.3.3 10kv側(cè)負荷121.3.4 上網(wǎng)容量計算131.3.5 主變壓器容量的確定132.4 主變壓器形式的選擇132.4.1主變相數(shù)的選擇132.4.2繞組的選擇142.4.3主變調(diào)壓方式的選擇152.4.4連接組別的選擇152.4.5容量比

10、的選擇152.4.6主變冷卻方式的選擇15第二章 電氣主接線的選擇172.1概述172.2各種主接線接線方式的特點182.2.1單母線接線182.2.2 單母線分段接線182.2.3 單母分段帶旁路母線182.2.4 橋型接線182.2.5 角形接線192.2.6 一臺半斷路器接線192.2.7 雙母線接線192.2.8 雙母線分段接線202.3主接線接線方式選擇202.3.1 110kv側(cè)主接線方式選擇20第三章 短路電流計算目的、條件及一般規(guī)定223.1 短路電流計算的目的和條件223.1.1 短路電流計算的目的223.1.2短路電流計算條件223.1 一般規(guī)定223.2短路電流計算233

11、.2.1 線路阻抗計算233.2.2變壓器阻抗計算243.2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖243.2.4 110kv側(cè)母線短路計算253.2.5 35kv側(cè)母線短路計算283.2.6 10kv母線短路計算30第四章 電氣設(shè)備的選擇324.1 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件334.1.1一般原則334.1.2技術(shù)條件334.1.3 環(huán)境條件344.2斷路器的選擇344.2.1 110kv側(cè)斷路器354.2.2 35kv側(cè)斷路器364.3 隔離開關(guān)的選擇374.3.1 110kv隔離開關(guān)的選擇384.3.2 35kv側(cè)隔離開關(guān)394.4高壓熔斷器的選擇394.5 互感器的選擇404.5.1 互感器的作用404.5

12、.2 電流互感器的特點404.5.3 電壓互感器的特點404.5.4 電流互感器的選擇414.5.4.1 110kv側(cè)424.5.4.2 35kv側(cè)434.5.5 電壓互感器的選擇434.5.5.1 110kv側(cè)電壓互感器444.5.5.2 35kv側(cè)電壓互感器444.5.5.3 10kv側(cè)電壓互感器444.6 所用變壓器的選擇444.7 母線的選擇454.7.1 110kv側(cè)母線454.7.2 35kv側(cè)母線464.7.3 10kv側(cè)母線464.8 10kv高壓開關(guān)柜的選擇474.8.1 進線回路開關(guān)柜的選擇474.8.1.1 斷路器的選擇474.8.1.2隔離開關(guān)的選擇484.8.1.3電

13、流互感器的選擇494.8.1.4 10kv側(cè)電壓互感器494.8.2 出線回路開關(guān)柜的選擇49第五章 主變壓器的保護505.1 主變壓器的主保護515.1.1 瓦斯保護515.1.2 差動保護515.1.3 主變壓器的后備保護525.1.4 主變壓器的過負荷保護525.2 主變壓器主保護的整定計算525.2.1 差動保護計算52第六章 變電站的接地設(shè)計556.1 變電站接地裝置的設(shè)計原則556.2 接地設(shè)計一般程序576.3 變電站的接地裝置57附 圖60結(jié) 語61參考資料62致 謝63摘 要本次設(shè)計的課題是一個110kv變電站初步電氣設(shè)計，該站建成后與110kv電網(wǎng)相連，具有110kv、35

14、kv、10kv等三個電壓等級，35kv、10kv線路以接受區(qū)域小水電電力為主，區(qū)域小水電電力大部分向110kv主網(wǎng)輸送，小部分就地消化。本站位于鎮(zhèn)郊，地勢平坦，交通便利，無環(huán)境污染，站址工程地質(zhì)良好。由于該站主要用于豐水季節(jié)區(qū)域小水電電力外送主網(wǎng)，停電對小水電電力生產(chǎn)及整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成重大影響，因此，本次設(shè)計的變電站主變采用一臺sfsz10-31500/110kv型三繞組有載調(diào)壓變壓器，容量比為100/100/100，兩臺互為備用，即使有一臺主變停電后，也可由另一臺主變帶全部外送電力的70%以上，提高了供電的可靠性。遠期設(shè)計的變電站主變采用兩臺sfsz10-31500/110kv型三

15、繞組有載調(diào)壓變壓器，容量比為100/100/100，兩臺互為備用。110kv側(cè)主接線最后采用單母線接線，35kv側(cè)采用單母線分段接線， 10kv側(cè)也采用單母線分段接線。工程本期建設(shè)，110kv出線1回，預(yù)留1回110kv出線位置。35kv電源進線5回，分別為營盤圩線、興水嶺線、上灣線、利民線、河下線。預(yù)留2回35kv電源進線位置，即：立新線、燕子崖線。10kv電源進線5回，分別為阡陌線、雙山線、營盤圩線、滁洲線、營盤鄉(xiāng)線。預(yù)留2回10kv電源進線位置，即：清秀線、川桃線。10kv負荷出線2回。35kv、10kv線路側(cè)電源進線及負荷出線將大致均勻地分布于各分段母線上。10kv側(cè)裝設(shè)兩臺站用變壓器

16、，分別接于兩分段母線上，平時兩臺站用變壓器分列運行，當(dāng)一臺站用變出現(xiàn)故障，分段斷路器由自投裝置動作合閘，實現(xiàn)備用。由于本站35kv、10kv線路所接的機組大部分為同步電機，具有調(diào)相功能，故不考慮無功補償問題。本變電站配電裝置采用普通中型配電裝置，110kv及35kv采用斷路器單列布置，將隔離開關(guān)放置母線下，使其與另一組隔離開關(guān)電器距離增大，縮短配電裝置的縱向距離。主變中性點及出線均裝設(shè)避雷器，中性點經(jīng)隔離開關(guān)直接接地，并裝設(shè)有兩段零序保護及放電間隙保護。本變電站110kv配電裝置（朝向），35kv配電裝置（朝向），主變位于于二者之間，其間有行車大道，環(huán)形小道，電纜溝蓋板作為巡視小道。110kv

17、配電裝置有 間隔，35kv配電裝置有 間隔。本次設(shè)計論文是以我國現(xiàn)行的各有關(guān)規(guī)范、規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。此設(shè)計是一個初步設(shè)計，主要根據(jù)任務(wù)書提供的原始資料，參照有關(guān)資料及書籍，對各種方案進行比較而得出的。第一章 主變壓器選型1.1 概述變壓器是變電所中的主要電器設(shè)備之一，它的主要作用是變換電壓以利于功率的傳輸，電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高經(jīng)濟效益，達到遠距離送電的目的。而降壓變壓器則將高電壓降低為用戶所需的各級低電壓，以滿足用戶的需要。主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。因此，主變的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外，還取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)的緊密程度，同時兼顧

18、負荷的增長速度等方面，并根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃，綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟技術(shù)上的不合理。如主變?nèi)萘窟x擇得過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，給運行和檢修帶來不便。設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益。若容量選擇得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響變壓器的使用壽命,同時還限制了變電所負荷的需要，顯然技術(shù)上是不合理的。在生產(chǎn)上電力變壓器有制成單相，三相，雙繞組，三繞組，自耦，分裂變壓器等。在選擇變壓器時，要根據(jù)原始資料和所設(shè)計的變電站的自身特點，在滿足變壓器可靠性的前提下，充分考慮到經(jīng)濟性來選擇主變壓器。1.2 主變臺數(shù)的選擇 由原始資料可知，我們本次設(shè)計的變電

19、站是一個位于鎮(zhèn)郊區(qū)的110kv升壓變電站，主要是接受35kv和10kv線路的電能，通過主變向110kv電網(wǎng)輸送，是一個較為重要的區(qū)域性升壓變電站。由于35kv、10kv進線回路多，匯聚到變電站的容量大，停電后對小水電電力生產(chǎn)及整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成重大影響。因此，選擇主變臺數(shù)時，要確保供電的可靠性。為了提高供電的可靠性，防止因一臺主變故障或檢修時影響整個變電站的供電，變電站中一般裝設(shè)兩臺主變壓器，互為備用，可以避免因主變檢修或故障而造成對用戶的停電。若變電站裝設(shè)三臺主變，雖然供電可靠性有所提高，但是投資較大，接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，增大了占地面積和配電設(shè)備及繼電保護的復(fù)雜性，并帶來維護和倒閘操作的

20、許多復(fù)雜化，并且會造成中壓側(cè)短路容量過大，不宜選用輕型設(shè)備?？紤]到兩臺主變同時發(fā)生故障的幾率較小，適合遠期小水電電力供應(yīng)的增長和擴建的需要，而當(dāng)一臺主變壓器故障或檢修時由另一臺主變壓器可輸送全部小水電電力的65%以上（遠期為55%以上），能保證正常供電，故可選擇兩臺主變壓器。1.3 主變壓器容量的確定 主變壓器容量一般按變電所建成后510年規(guī)劃負荷選擇，該變電站近期和遠期負荷都已給定，所以，應(yīng)接近近期和遠期總負荷來選擇主變?nèi)萘俊８鶕?jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負荷的變電站應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停用時，其余變壓器容量在計及過負荷能力的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級

21、和二級負荷，對一般性變電站當(dāng)一臺主變壓器停用時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的7080%。該變電所的主變壓器是按全部負荷的70%來選擇，因此裝設(shè)兩臺變壓器后的總的容量se=20.7pm=1.4pm。當(dāng)一臺變壓器停運時,可保證對70%負荷的供電?？紤]到變壓器的事故過負荷能力為40%，則可保證98%負荷供電。該區(qū)域小水電電力經(jīng)變電站35kv和10kv側(cè)進線引進，經(jīng)高壓側(cè)110kv母線外送至主網(wǎng)，因此，主變壓器的容量為se=0.7（s35+s10-s近區(qū)負荷）。（s35+s10為考慮了上網(wǎng)同時率后k、k側(cè)的總的上網(wǎng)變電容量，s近區(qū)負荷為近區(qū)用電負荷與計算容載比的積）。1.3.1 110kv側(cè)負荷

22、110kv側(cè)電源容量為1000mva1.3.2 35kv側(cè)負荷2007年投入水電裝機容量： 營盤圩進線：p1=2600kw 興水嶺進線: p2=6500kw 上灣 進線: p3=2460kw 利民 進線: p4=3400kw 河下 進線: p5=18000kw 2012年投入水電裝機容量：立新 進線: p6=2000kw 燕子崖進線: p7=4000kw 1.3.3 10kv側(cè)負荷2007年投入水電裝機容量： 阡陌 進線：p8=1050kw 雙山 進線: p9=2900kw 營盤圩進線: p10=1700kw 滁洲 進線: p11=1590kw 營盤鄉(xiāng)進線: p12=3000kw 2012年投

23、入裝機容量：清秀 進線: p13=1000kw 川桃 進線: p14=1200kw 1.3.4 上網(wǎng)容量計算2007年用電負荷217.4kw,2008年用電負荷增至450.9kw（該部分用電負荷不經(jīng)過主變）。 上網(wǎng)同時率取值為0.8，則2007年水電上網(wǎng)總?cè)萘繛椋簆2007= (p1 +p2 +p3 +p4 +p5 +p6 + p8 +p9 +p10 +p11 +p12)0.8-217.4=(2600+6500+2460+3400+18000+1050+2900+1700+1590+3000)0.8-217.4=34.3426(mw)2012年水電上網(wǎng)總?cè)萘繛椋簆2012= (p1 +p2 +

24、p3 +p4 +p5 +p6+p7 + p8 +p9 +p10 +p11 +p12+p13+p14)0.8-217.4=(2600+6500+2460+3400+18000+2000+4000+1050+2900+1700+1590+3000+1000+1200)0.8-450.9=40.669(mw)1.3.5 主變壓器容量的確定 主變?nèi)萘堪?5kv、10kv側(cè)總的上網(wǎng)容量的70%來選擇,計算容載比取值為1.4:1) 本期 s= p20071.40.7=34.34261.40.7=33.656(mva)故本期主變?nèi)萘繛?1500kva。2) 遠期 s= p20121.40.7=40.6691

25、.40.7=39.856(mva)故遠期主變?nèi)萘繛?0000kva?？紤]到遠期兩臺主變同時投入運行的時間較多，僅在故障或檢修時一臺主變運行，可輸送全部負荷的55%，而主變的故障率是很低的，主變檢修時間可合理安排在平水或枯水季節(jié)，故側(cè)重于經(jīng)濟上節(jié)省投資的原則，最后確定主變壓器的容量為31500kva。2.4 主變壓器形式的選擇2.4.1主變相數(shù)的選擇主變壓器采用三相或單相，主要考慮變壓器的制造條件，可靠性要求及運輸條件等因素，尤其是大型變壓器需要考慮其運輸可能性，確保運輸尺寸不超過隧洞、涵洞、橋洞的允許通過限額，運輸重量不超過橋梁、車輛、船舶等運輸工具的允許承載能力，當(dāng)不受運輸條件限制時，在33

26、0kv及以下的變電所均應(yīng)選用三相變壓器。本次設(shè)計變電站是一個110kv升壓變電站，位于鎮(zhèn)郊，交通便利，不受運輸條件限制，故可選三相變壓器。選三相變壓器相對于單相變壓器而言，不僅減少了土地占用面積，而且投資小，占地少，運行損耗小，同時配電裝置以及繼電保護和二次接線比較簡單，減少了維護及倒閘操作的工作量。綜上所述，本次設(shè)計的主變壓器相數(shù)確定為三相。2.4.2繞組的選擇在具有三種電壓等級的變電站中，如通過變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器采用三繞組變壓器，因為一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制電器和輔助設(shè)備，比相對應(yīng)的兩臺

27、雙繞組變壓器的少。本次設(shè)計的變電站具有三種電壓等級，中、低壓側(cè)上網(wǎng)容量均為主變壓器的15%以上，考慮到運行維護和操作的工作量，及占地面積等因素，因此，選擇三相三繞組變壓器。在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有自耦變壓器、分裂變壓器以及普通三繞組變壓器。自耦變壓器與同容量的普通變壓器相比具有很多優(yōu)點，阻抗小，對改善系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定作用，但也存在一些缺點。由于自耦變壓器公共繞組的容量最大只能等于電磁容量，因此在某此運行方式下，自耦變壓器的傳輸容量不能充分利用，而在另外一些運行方式下，又會發(fā)現(xiàn)過負荷，由于自耦變壓器高、中壓繞組的自耦聯(lián)系，其阻抗比普通變壓器小，它的中性點要直接接地，所以使單相和三相短路電流急

28、劇增加，有時單相短路電流會超過三相短路電流，造成選擇高壓電氣設(shè)備的困難和對通訊線路的危險干擾。同時，自耦變壓器零序保護的裝設(shè)與普通變壓器不同。自耦變壓器的高、中壓兩側(cè)的零序電流保護，應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成的零序電流過流器上，并根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。自耦變壓器中的沖擊過電壓比普通變壓器要嚴(yán)重得多，其原因是高、中壓繞組有電的聯(lián)系，高壓側(cè)出現(xiàn)的過電壓波能直接傳到中壓側(cè)。另一個原因是從高壓側(cè)繞組上進入的沖擊波加在自耦變壓器的串聯(lián)繞組上，而串聯(lián)繞組的匝數(shù)通常比公共繞組的匝數(shù)少得多，因此在公共繞組中感應(yīng)出來的過電壓大大超過侵入波幅值普通變壓器，當(dāng)一次電壓波動時，為了得到穩(wěn)定的二次電壓，一次繞

29、組匝數(shù)作相應(yīng)調(diào)整，以維持每匝電勢不變，以及維護鐵芯磁通密度不變，如高壓側(cè)電壓升高則應(yīng)增加高壓繞組，而中性點調(diào)壓的自耦變壓器則要減少匝數(shù)，亦維持二次電壓不變，這就導(dǎo)致每匝電勢增加，亦即導(dǎo)致鐵芯更加飽和。當(dāng)中、低壓側(cè)負荷都較大時，不宜采用自耦變壓器。 分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20%。分裂變壓器雖然它的短路阻抗較大，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時，很大的電流向一側(cè)繞組流去，鐵芯中失去磁勢平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機械應(yīng)力，在分裂變壓器中對兩端低壓母線供電時，如果兩端負荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也應(yīng)增大。 普通三繞組變壓器價格在自耦變壓器和分裂變壓器之間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各

30、種繼電保護的要求，又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動，它的供電可靠性也高。綜上分析，本次設(shè)計的變電所選擇普通三繞組變壓器。2.4.3主變調(diào)壓方式的選擇主變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：一是不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍常在5%以內(nèi)，二是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達30%。本次設(shè)計的變壓器采用有載調(diào)壓方式。2.4.4連接組別的選擇變壓器繞組的連接方式和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有y和。我國110kv及以上電壓，變壓器繞組都采用y連

31、接，35kv電壓采用y連接，其中中性點多通過消弧線圈接地。10kv 電壓如采用y連接，雖有利于并網(wǎng)時相位一致，而且零序阻抗較大，對限制單相短路電流有利，也便于接入消弧線圈，但是由于y連接三次諧波無通路，因此將引起正弦波電壓的畸變，并對通訊設(shè)備產(chǎn)生干擾，繼電保護整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均受影響。如果影響較大，還必須綜合考慮系統(tǒng)發(fā)展才能選用。采用接線可以消除三次諧波的影響。故本次變電站設(shè)計的三個電壓等級分別為：110kv、35kv和10kv，所以選用主變的接線組別為yn，yn0，d11。2.4.5容量比的選擇根據(jù)原始資料計算可知，35kv和10kv側(cè)上網(wǎng)容量都比較大，所以容量比選擇為100/100/1

32、00。2.4.6主變冷卻方式的選擇主變壓器一般采用冷卻方式有自然風(fēng)冷卻、油浸風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。大容量變壓器一般采用油浸風(fēng)冷、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。在水源充足，且占地面積緊張的情況下，大容量變壓器也有采用強迫油循環(huán)水冷卻方式。強迫油循環(huán)水冷卻方式散熱效率高，節(jié)約材料，減少變壓器本體尺寸，其缺點是這種冷卻方式增加了一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量大。本次設(shè)計的變電站位于鎮(zhèn)郊，對占地要求不高，主變冷卻方式采用油浸風(fēng)冷卻。綜上所述，故選擇主變型號sfsz10-31

33、500/110型三相三繞組有載調(diào)壓變壓器，其參數(shù)如下：額定電壓：高壓：11081.25%kv中壓: 35kv低壓:10.5kv阻抗電壓:高-中:17.50% 高-低:10.50% 中-低:6.50%容量比為:100/100/100連接組別: yn，yn0，d11第二章 電氣主接線的選擇2.1概述電氣主接線是變電站電氣設(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)整體及變電站本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇，配電裝置布置，繼電保護和控制方式的擬訂有較大影響。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，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定主接線。在選擇

34、電氣主接線時，應(yīng)以下列各點作為設(shè)計依據(jù)：變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，負荷大小和重要性等條件確定，并且滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。一、可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。主接線首先應(yīng)滿足這個要求。主接線可靠性的具體要求：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，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或部分二級負荷的供電。3、盡量避免發(fā)電廠，變電所全部停運。二、靈活性。主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。、調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，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系統(tǒng)調(diào)

35、度要求。、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)的運行和對用戶的供電。、擴建時，可以容易地從初期接線過度到最終接線，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下投入新設(shè)備并且對一次和二次部分的改建工作量最少。三、經(jīng)濟性 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，做到經(jīng)濟合理。、投資省主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。要能使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備控制電纜。要能限制短路電流、以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電纜。如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kv及以下終端或分支變電所可采用簡單電器。、占地

36、面積小，主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。、電能損失少，經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類（比如繞組、三繞組、自耦變壓器），容量、數(shù)量，要避免兩次變壓而增加電能損失。2.2各種主接線接線方式的特點 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電站具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進出線較多時（一般超出4回），為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。本次所設(shè)計的變電所110kv出線有2回，35kv進出線有7回，10kv進出線有9回，所以采用有母線的連接。2.2.1單母線接線優(yōu)點：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。

37、缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開關(guān)等）故障時檢修，均需使整個配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障母線的供電。適用范圍：k配電裝置的出線回路數(shù)不超過回；k配電裝置出線回路數(shù)不超過回；k配電裝置的出線回路數(shù)不超過回。2.2.2 單母線分段接線優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，兩段母線可看成是兩個獨立電源，提高了供電的可靠性，可對重要用戶供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線繼續(xù)工作。缺點：當(dāng)一段母線故障或檢修時，必須斷開接在該段母線上的所

38、有支路，使之停止工作。當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用范圍：）k配電裝置出線回路數(shù)為回及以上時； 2）35kv配電裝置出線回路數(shù)為48回時； 3）110220kv配電裝置出線回路數(shù)為34回時。2.2.3 單母分段帶旁路母線這種接線方式在進出線不多，容量不大的中小型電壓等級為35110kv的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。2.2.4 橋型接線、內(nèi)橋形接線優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運；橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；出線斷路器檢修時，線路需較長時期

39、停運。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。、外橋形接線優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。高壓側(cè)斷路器檢修時，變壓器較長時期停運。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。2.2.5 角形接線優(yōu)點：投資省，平均每回路只需裝設(shè)一臺斷路器。設(shè)有匯流母線，在接線的任一段上發(fā)生故障，只需切除這一段及與其相連接的元件，對系統(tǒng)運行的影響小。接線成閉合環(huán)形，在閉環(huán)運行時，可靠性、靈活性較高，每回路由兩臺斷路器供電，任一臺斷

40、路器檢修，不需中斷供電，也不需旁路設(shè)施，隔離開關(guān)只作為檢修時隔離之用，以減少誤操作可能性。占地面積小。缺點：任一臺斷路器檢修，都成開環(huán)運行，從而降低了接線的可靠性。因此，斷路器數(shù)量不能多，即進出線回路數(shù)要受到限制。每一進出線回路都連接著兩臺斷路器，每一臺斷路器又連接兩個回路，從而使繼電保護和控制回路較單、雙母線接線復(fù)雜。適用范圍：適用于最終進出線為35回的110kv及以上配電裝置。不宜用于有再擴建可能的發(fā)電廠變電所中。2.2.6 一臺半斷路器接線有高度可靠性，每一回路由兩臺斷路器供電，發(fā)生母線故障時，只跳開與此母線相連的所有斷路器，任何回路不停電。在事故與檢修相重合情況下的停電回路不會多于兩回

41、；運行調(diào)度靈活，操作檢修方便，隔離開關(guān)僅作檢修時用，避免了將隔離開關(guān)作操作時的倒閘操作。檢修任一斷路器或母線時，回路不需要切換。由于一個回路連接著兩臺斷路器，一臺中間斷路器連接著兩個回路，使繼電保護及二次回路復(fù)雜，投資較大。這種接線方式一般用于進出線數(shù)在6回及以上的超高壓配電裝置中。2.2.7 雙母線接線優(yōu)點：1、供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷：一組母線故障時，能迅速恢復(fù)供電：檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。2、調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3、擴建方便。向雙

42、母線的左右任何的一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。4、便于試驗。當(dāng)個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。缺點：1、增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開關(guān)。2、當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需要隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。適用范圍：610kv配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器；35kv配電裝電裝置，當(dāng)出線回路超過8回時，或連接的電源較多、負荷較大時；110220kv配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時，或110220kv配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路

43、數(shù)為4回及以上時。2.2.8 雙母線分段接線雙母線分段可以分段運行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題，而較容易實現(xiàn)分階段的擴建優(yōu)點，但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時需要停運線路。占地面積較大。一般當(dāng)連接的進出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段。2.3主接線接線方式選擇2.3.1 110kv側(cè)主接線方式選擇一、110kv側(cè)。110kv側(cè)出線2回，選用單母線不分段接線。二、35kv側(cè)。35kv側(cè)進出線7回（進線7回），選用以下幾種接線方案

44、：、單母線分段接線。這種接線方式接線簡單、清晰，投資少，但當(dāng)任一段母線故障、檢修時，該母線上的進出線均要停電；任一出線斷路器故障、檢修，該回路也需停電。這種接線方式經(jīng)濟性好，可靠性高，靈活性較差。、單母線分段帶旁路母線，分段斷路器兼旁路斷路器接線。此接線方式比單項母線分段接線可靠性強，任一出線斷路器故障、檢修時，該回路不需要停電。、單母線分段帶旁路母線，旁路斷路器兼作分段斷路器。這種接線方式在進出線不多，容量不大的中小型電壓等級為35110kv的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。由于兩段母線同時發(fā)生故障的幾率很低，母線側(cè)、線路側(cè)斷路器均采用六氟化硫斷路器，故障的幾率也很低，因此采用單母

45、線分段接線亦可滿足供電可靠性的要求，且節(jié)約了投資。因此，35kv側(cè)選用單母線分段接線。三、10kv側(cè)。10kv側(cè)進出線9回（進線7回，出線2回），選用以下幾種接線方案：、單母線分段接線，它投資少，在10kv配電裝置中它基本可以滿足可靠性要求。、單母線分段帶旁路母線，這種接線方式雖然提高了供電可靠性，但增大了投資。由于進出線回路大致均勻地接于兩段母線上，而兩段母線同時發(fā)生故障的幾率很低，因此，采用單母線分段接線亦可滿足供電可靠性的要求，且節(jié)約了投資，因此，10kv側(cè)采用單母線分段接線。第三章 短路電流計算目的、條件及一般規(guī)定在電力系統(tǒng)中運行的電氣設(shè)備，在其運行中都必須考慮到發(fā)生的各種故障和不正常

46、運行狀態(tài)，最常見也是最危險的故障是各種形式的短路。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路是指一切不屬于正常運行的相與相之間或相與地之間（對于大接地系統(tǒng)）發(fā)生金屬性連接的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的有對稱的三相短路和不對稱的兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。在各種類型的短路中，單相短路占多數(shù)，三相短路幾率最小，但其后果最嚴(yán)重。因此，我們采取三相短路（對稱短路）來計算短路電流，并檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。3.1 短路電流計算的目的和條件3.1.1 短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)，其計算的目的有以下幾個方面：電氣主接線的比較。選擇導(dǎo)體和電器。在設(shè)計戶外高壓

47、配電裝置時，需要按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路電流為依據(jù)。接地裝置的設(shè)計，也需要用短路電流。3.1.2短路電流計算條件基本假定：正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。所有電源的電動勢相位相角相同。電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負荷下運行。短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的激磁電流。除去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。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。輸電線路的電容忽略不計。3.1 一般規(guī)定1、驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流沿用的短路電流，

48、應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮遠景的發(fā)展計劃。2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接網(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容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時短路電流為最大的地點。4、導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。3.2短路電流計算3.2.1 線路阻抗計算由原始資料可知：110kv側(cè)電源容量為1000mva，歸算至本所110kv母線側(cè)阻抗為0.32，sj=100mva。35kv側(cè)電源進線有7回(其中本期5回,遠期2回)，歸算至本所110kv母線側(cè)的轉(zhuǎn)移電抗分別為6.54、2.62

49、、6.91、5.00、8.50、4.25、0.94。（見附表1）10kv側(cè)電源進線有7回(其中本期5回，遠期2回)，歸算至本站110kv母線側(cè)阻抗分別為16.19、5.86、10、10.69、17.00、14.17、5.67。（見附表2） 35kv側(cè)各進線同步發(fā)電機阻抗計算表（附表1）線路名稱次暫態(tài)電抗額定標(biāo)么值xd*e裝機容量pe(mw)假定功率因素cos基準(zhǔn)功率sj(mva)轉(zhuǎn)移電抗x*j營盤圩線0.22.60.851006.54 興水嶺線0.26.50.851002.62 上灣線0.22.460.851006.91 利民線0.23.40.851005.00 立新線0.220.851008

50、.50 燕子崖線0.240.851004.25 河下線0.2180.851000.94 10kv側(cè)各進線同步電機阻抗計算表（附表2）線路名稱次暫態(tài)電抗額定標(biāo)么值xd*e裝機容量pe(mw)假定功率因素cos基準(zhǔn)功率sj(mva)轉(zhuǎn)移電抗x*j阡陌線0.21.050.8510016.19 雙山線0.22.90.851005.86 營盤圩線0.21.70.8510010.00 滁洲線0.21.590.8510010.69 清秀線0.210.8510017.00 川桃線0.21.20.8510014.17 營盤鄉(xiāng)線0.230.851005.67 說明:1、所有電源進線的同步電機的次暫態(tài)電抗標(biāo)么值取0

51、.2。 2、x*j=xd*esjcos/pe3.2.2變壓器阻抗計算由變壓器參數(shù)可知：us（-）%=17.50 us（-）%=10.50 us（-）%=6.5us%=(us（-）%+us（-）%-us（-）%)/200=(17.5+10.5-6.5)/200=10.75us%=(us（-）%+us（-）%-us（-）%)/200=(17.5+6.5-10.5)/200=6.75us%=(us（-）%+us（-）%-us（-）%)/200=(6.5+10.5-17.5)/200=-0.25各繞組電抗的標(biāo)么值為:x=x2=x3=( us%/100)(sj/sn)=(10.75/100) (100/

52、31.5)=0.341x=x4=x5=( us%/100)(sj/sn)=(6.75/100) (100/31.5)=0.214x=x6=x7=( us%/100)(sj/sn)=(-0.25/100) (100/31.5)03.2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖做系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：圖13.2.4 110kv側(cè)母線短路計算當(dāng)在110kv母線上發(fā)生三相短路時，既d1點短路時，網(wǎng)絡(luò)簡化如下：1) x22=1/(1/x2+1/x3)=0.1705 x23=1/(1/x4+1/x5)=0.107 簡化后見圖22) x24=(1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14+1/x23)x8x23=8.142 x25=(1/x8+1/x9+1/x1