某地區(qū)電網(wǎng)35110220KV變電所電氣部分設(shè)計

1、某地區(qū)電網(wǎng)35-110-220KV變電所電氣部分設(shè)計目錄1、 概述。32、 負(fù)荷計算的意義。43、 發(fā)電機的選擇。54、 變壓器容量的選擇。55、 變壓器連接方式的選擇。76、 無功補償裝置的選擇。87、 潮流計算。108、 電氣主接線的初步設(shè)計及方案選擇。159、 短路電流計算的目的和結(jié)果。2110、 電氣設(shè)備選擇。2911、 參考文獻。39十二、個人小結(jié)。40一、概述電力自從應(yīng)用于生產(chǎn)以來，已成為現(xiàn)代化生產(chǎn)、生活的主要能源，在工農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、國防、科學(xué)技術(shù)和人民生活等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。電力工業(yè)發(fā)展水平和電氣化程度是衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成

2、部分，是聯(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的作用，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。變電站按其分類的原則不同可劃分出許多類型，比如按變電站容量和饋線的多少可以分為大、中、小型變電站；按供電對象的差異可以分為城鎮(zhèn)變電站、工業(yè)變電站和農(nóng)業(yè)變電站；按變電站在電力系統(tǒng)中的地位分為樞紐變電站、中間變電站、地區(qū)變電站和終端變電站；按電壓等級可以分為超高壓、高壓、中壓變電站和低壓變電站；按是否有人正常運行值班可分為有人值班變電站，無人值班變電站等。變電站的電氣設(shè)備可劃分為一次設(shè)備和二次設(shè)備兩大類。一次設(shè)備是直接進行電能生產(chǎn)轉(zhuǎn)換和輸配的設(shè)備，包括同步發(fā)電機、電力變壓器、電動機、斷路器、負(fù)荷開關(guān)

3、、隔離開關(guān)、避雷器、互感器、消弧線圈、補償電容器或調(diào)相機等，都是電壓高、電流大的強電設(shè)備，它們的安全可靠性是變電站最關(guān)心的頭等大事。二次設(shè)備是對一次設(shè)備和系統(tǒng)進行檢測、控制、調(diào)節(jié)、保護并與上級有關(guān)部門和電力用戶進行聯(lián)絡(luò)通信的有關(guān)設(shè)備，主要包括各種繼電保護裝置和自動裝置，測量與監(jiān)控設(shè)備、直流電源和遠動通信設(shè)備等。1.1設(shè)計的原因及必要性變電站是電力系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié),由電氣設(shè)備及配電線路按一定的接線方式所組成；它從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，將電能安全、可靠、經(jīng)濟地送到每一個用電設(shè)備的裝設(shè)場所，并利用電氣控制設(shè)備來決定用電設(shè)備的運行狀態(tài)，最終使電能為國民經(jīng)濟和人民生活發(fā)

4、揮巨大的作用。1.2設(shè)計原則變電站的設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程的510年發(fā)展規(guī)劃進行，做到遠近期結(jié)合，以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴建的可能。變電站的設(shè)計，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，結(jié)合國情合理地確定設(shè)計方案；必須堅持節(jié)約用地的原則；同時還應(yīng)符合現(xiàn)行的國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。關(guān)鍵詞 變電站、變壓器、接線、高壓網(wǎng)絡(luò)、配電系統(tǒng)二、負(fù)荷計算的意義2.1.負(fù)荷計算的定義：我們用“計算負(fù)荷”來表示實際使用的總負(fù)荷。計算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計算負(fù)荷是一個假想的持續(xù)性負(fù)荷，其熱效應(yīng)應(yīng)與同一時間內(nèi)通過實際變動負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。所

5、以根據(jù)“計算負(fù)荷”選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備，在實際運行中的最高溫升不會超過允許值，通常將以半小時平均負(fù)荷為依據(jù)所繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”稱為計算負(fù)荷，并把它作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，用Pca(Qca、Sca、Ica)或P30(Q30、S30、I30)表示。規(guī)定取“半小時平均負(fù)荷”的原因。一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)為10min以上，根據(jù)經(jīng)驗表明，中小截面導(dǎo)線達到穩(wěn)定溫升所需時間約為 3=31030（min），如果導(dǎo)線負(fù)載為短暫尖峰負(fù)荷，顯然不可能使導(dǎo)線溫升達到最高值，只有持續(xù)時間在30min以上的負(fù)荷時，才有可能構(gòu)成導(dǎo)體的最高溫升。2.2負(fù)荷計算的意義供電系統(tǒng)在正常條件下能夠安全可靠

6、地運行，有賴于科學(xué)合理的電力設(shè)計。根據(jù)類型和負(fù)荷資料正確估算負(fù)荷所需的電力和電量，是電力設(shè)計的基礎(chǔ)。計算負(fù)荷是根據(jù)已知的電力用戶的用電設(shè)備安裝容量確定的預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。計算負(fù)荷是確定供配電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、導(dǎo)線截面、開關(guān)電器和互感器等額定參數(shù)的重要依據(jù)。計算負(fù)荷的準(zhǔn)確程度直接影響電氣設(shè)備、導(dǎo)線、電纜的選擇是否經(jīng)濟、合理。計算負(fù)荷確定過大，電氣設(shè)備及線纜的選擇過大、造成投資增加，浪費有色金屬；相反計算負(fù)荷確定過小，電氣設(shè)備及線纜的選擇偏小，導(dǎo)致供電系統(tǒng)承受較大的過負(fù)荷電流而過熱，加速其絕緣老化，降低使用壽命，增大電能損耗，甚至造成事故，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\行。負(fù)荷計算意義重大。計

7、算負(fù)荷的確定涉及因素很多，負(fù)荷情況復(fù)雜。雖然各類負(fù)荷的變化有一定的規(guī)則可循，但仍很難準(zhǔn)確確定計算負(fù)荷。實際上負(fù)荷并不是一成不變的，實際負(fù)荷與設(shè)備性能、生產(chǎn)組織與管理、操作者技能與素質(zhì)，以及能源供應(yīng)狀況的諸多因素有關(guān)。負(fù)荷計算只能力求接近實際并保留一定裕度。三、發(fā)電機的選擇根據(jù)此次設(shè)計要求，可選用QFQ-50-2型發(fā)電機型號額定容量(MV)額定電壓(KV)額定電流(A)功率因數(shù)轉(zhuǎn)速（r/min）次暫態(tài)電抗QFQ-50-25010.534400.830000.1239主變壓器的選擇變壓器的功能主要有：電壓變換；電流變換，阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）;自耦變壓器；高壓變壓器（干式和油浸式）等

8、，變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯，XED型，ED型CD型。 變壓器按用途可以分為：配電變壓器、電力變壓器、 全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、 單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電抗器、抗干擾變壓器、防雷變壓器、箱式變電器 試驗變壓器 轉(zhuǎn)角變壓器 大電流變壓器勵磁變壓器 。3.1變壓器類型的選擇一般正常環(huán)境的變電所，可選用油浸式變壓器，且應(yīng)優(yōu)先選用SL11等系列低損耗電力變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全運行的場所，應(yīng)選用防塵型或者防腐蝕性變壓器，例如SL15等系列全密封式變壓器，具有防霉、防塵、防腐蝕的性能，并可與爆炸性氣體相隔離。多層或高層主體建筑內(nèi)變電所，宜

9、選用干式變壓器，例如環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器。多雷地區(qū)及土壤電阻率較高的山區(qū)，宜選用防雷型變壓器。供電電壓偏低或電壓波動嚴(yán)重而用電設(shè)備對電壓質(zhì)量又要求較高的場所，可選用有載調(diào)壓型變壓器，如SZ系列配合有載調(diào)壓開關(guān)的變壓器。四、變壓器容量的選擇變壓器的選擇要考慮到負(fù)荷將來可能增加和改造的可能性，必要時最好留有一定的富余。在負(fù)荷系數(shù)較低的場合，實際應(yīng)用中一般都允許變壓器超過額定負(fù)荷為峰值提供電力，而不必為短時的峰值負(fù)荷讓變壓器選擇特別大的容量。實際應(yīng)用變壓器的選擇還要考慮到開關(guān)電器的電流容量和分?jǐn)嗳萘恳约皩?dǎo)體的載流量。裝有一臺主變壓器的變電所。每臺主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計算負(fù)荷即裝有兩臺主變壓器

10、的變電所。每臺主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計算負(fù)荷的60%，一般選取為70%，即同時每臺主變壓器的容量應(yīng)不小于全部一、二級負(fù)荷之和，即根據(jù)以上原則所以應(yīng)選容量為31.5MW的主變壓器。五、變壓器連接方式的選擇變壓器的連接方式必須和系統(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，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。 我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35KV亦采用Y連接，其中性點多通過消弧線接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用連接。有以上知，此變電站110KV側(cè)采用Y0接線主變中性點的接地方式：選擇電力網(wǎng)中性點接送地方式是一個綜合問題。它與電

11、壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。電力網(wǎng)中性點接地與否，決定于主變壓器中性點運行方式。在本設(shè)計中110KV采用中性點直接接地方式10KV采用中性點不接地方式主變的調(diào)壓方式調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在+5以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達到

12、+30。對于110KV及以下的變壓器，以考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。六、無功補償裝置的選擇6.1補償裝置的意義（1）根據(jù)用電設(shè)備的功率因數(shù)，可測算輸電線路的電能損失。通過現(xiàn)場技術(shù)改造，可使低于標(biāo)準(zhǔn)要求的功率因數(shù)達標(biāo)，實現(xiàn)節(jié)電目的。 （2)采用無功補償技術(shù)，提高低壓電網(wǎng)和用電設(shè)備的功率因數(shù)，已成為節(jié)電工作的一項重要措施。 （3)無功補償，它就是借助于無功補償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，穩(wěn)定設(shè)備運行。 （4)減少電力損失、線損，一般工廠動力配線依據(jù)不同的線路及負(fù)載情況，其電力損耗約2%-3%左右

13、，使用電容提高功率因數(shù)后，總電流降低，可降低供電端與用電端的電力損失。 （5)改善供電品質(zhì)，提高功率因數(shù)，減少負(fù)載總電流及電壓降。于變壓器二次側(cè)加裝電容可改善功率因數(shù)提高二次側(cè)電壓。 （6)延長設(shè)備壽命。改善功率因數(shù)后線路總電流減少，使接近或已經(jīng)飽和的變壓器、開關(guān)等機器設(shè)備和線路容量負(fù)荷降低，因此可以降低溫升增加壽命（溫度每降低10C，壽命可延長1倍） （7)最終滿足電力系統(tǒng)對無功補償?shù)谋O(jiān)測要求，消除因為功率因數(shù)過低而產(chǎn)生的罰款。 （8)無功補償可以改善電能質(zhì)量、降低電能損耗、挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力、無功補償減少用戶電費支出，是一項投資少，收效快的節(jié)能措施。 （9)無功補償技術(shù)對用電單位的低壓配電

14、網(wǎng)的影響以及提高功率因數(shù)所帶來的經(jīng)濟效益和社會效益，確定無功功率的補償容量，確保補償技術(shù)經(jīng)濟、合理、安全可靠，達到節(jié)約電能的目的 （10）節(jié)能降耗，減少電力支出，經(jīng)濟效益明顯，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。（11）減少發(fā)電、供電設(shè)備的設(shè)計容量，減少投資，使有效投資最大化。6.2無功補償裝置容量的確定現(xiàn)場經(jīng)驗一般按主變?nèi)萘康?0-30來確定無功補償裝置的容量。根據(jù)此次設(shè)計要求補償后功率因數(shù)應(yīng)為0.92。選用BWF10.5-100-1W型并聯(lián)電容器，每相裝14個補償后的實際功率因數(shù) 滿足設(shè)計要求七、潮流計算7.1選擇輸電導(dǎo)線截面積導(dǎo)線計算電流為選用LGJ-120型號導(dǎo)線所選導(dǎo)線允許載流量滿足要求7.2潮流計算計

15、算運算負(fù)荷變壓器空載損耗變壓器負(fù)載損耗 變壓器總損耗C點的運算負(fù)荷設(shè)C點運行電壓為110KV不計功率損耗時網(wǎng)絡(luò)的功率分布 精確功率分布計算線路首端功率線路BC首端功率為線路BC上的電壓降落為 節(jié)點B的電壓線路AB末端功率為線路AB的首端功率為線路AB上的電壓降落為A節(jié)點電壓為變壓器支路的電壓降落D節(jié)點電壓為網(wǎng)絡(luò)的潮流分布如圖八、電氣主接線的初步設(shè)計及方案選擇8.1電氣主接線的概況1、發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣

16、主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。2、在選擇電氣主接線時的設(shè)計依據(jù)1）、發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模3）、負(fù)荷大小和重要性4）系統(tǒng)備用容量大小5）系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料8.2主接線設(shè)計的基本要求（1）可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。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

17、少停運的回路數(shù)和停運時間，并要求保證對一級負(fù)荷全部和大部分二級負(fù)荷的供電；3. 盡量避免變電所全部停運的可靠性。（2）靈活性 為了調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式，檢修方式以及特殊運行方式下的調(diào)度要求；1. 為了檢修的目的：可以方便地停運斷路器，母線及繼電保護設(shè)備，進行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運行或停止對用戶的供電；2. 為了擴建的目的：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴建過渡時，無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。（3） 經(jīng)濟性 1. 投資?。褐鹘泳€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

18、一次設(shè)備的投資，要能使控制保護不過復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設(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；2. 占地面積?。褐鹘泳€要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。3. 電能損失少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。（4）經(jīng)濟性變電所主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性是一個綜合概念，不能單獨強調(diào)其中的某一種特性。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用不同，對變電所主接線的要求也有不同的側(cè)重。8.3 6-220

19、KV高壓配電裝置的基本接線有匯流母線的連線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。無匯流母線的接線：變壓器-線路單元接線、橋形接線、角形接線等。6-220KV高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。地方變電所的高壓側(cè)多為110KV，低壓側(cè)多為10KV。如果其高壓側(cè)無出線，為了簡化接線，以采用線路-變壓器組或橋式接線為宜。如高壓側(cè)有出線，或有110KV電源接入時，一般采用單母線或單母線分段接線。8.4 110KV側(cè)主接線的設(shè)計電氣主接線的選擇單母分段的連接方式，供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便；而兩段母線同時故障檢修的概率很小，大大提高了對重要用戶的供電可靠性

20、。單母線帶旁路接線可以提高供電可靠性，但旁路系統(tǒng)造價昂貴，同時使得配電裝置復(fù)雜，所以一般規(guī)定110kV出線在6回以上才采用，610kV系統(tǒng)一般不采用。單母線分段帶旁路接線方式運行靈活方便，具有足夠的可靠性，適用于出線不多、容量不大的中小型發(fā)電廠和變電所。橋式接線有工作可靠、靈活、使用電器少、裝置簡單清晰和建設(shè)費用低等優(yōu)點，并且它特別容易發(fā)展為單母線分段和雙母線接線。因此橋式接線廣泛使用在220KV及以下的變電所中，普遍采用在具有兩路電源的工廠企業(yè)變電所中，還可以作為建設(shè)初期的過渡接線。（1）、110KV側(cè)主接線的設(shè)計110KV側(cè)設(shè)計回路數(shù)為2，故宜采用內(nèi)橋式接線。（2）、10KV側(cè)主接線的設(shè)計

21、10KV側(cè)出線回路數(shù)為12回當(dāng)610KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時采用單母分段連接故10KV采用單母分段連接8.5 主接線中的設(shè)備配置1、隔離開關(guān)的配置（1）中小型發(fā)電機出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)：容量為220MW及以上大機組與雙繞組變壓器為單元連接時，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點。（2）在出線上裝設(shè)電抗器的610KV配電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回線共用一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。（3）接在發(fā)電機、變壓器因出線或中性點上的避雷器不可裝設(shè)隔離開關(guān)。（4）中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；自藕變壓器的中性點則不必裝設(shè)隔離開關(guān)。2、電壓

22、互感器的配置（1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點的兩側(cè)都能提取到電壓。（2）6220KV電壓等級的每組母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。（3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。（4）當(dāng)需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。（5）發(fā)電機出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機配有雙套自動

23、電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時，可再增設(shè)一組電壓互感器。3、電流互感器的配置（1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護和自動裝置要求。（2）在未設(shè)斷路器的下列地點也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。（3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。（4）一臺半斷路器接線中，線路線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護和測量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線路變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時，可裝設(shè)三組電流互感器。4、避雷器的裝置（1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝

24、設(shè)避雷器，但進出線裝設(shè)避雷器時除外。（2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。（3）220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。（4）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。5、下列情況的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時。2）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時。3）接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點上。（6）發(fā)電廠變電所35KV及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷

25、器。（7）SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。（8）110220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。九、短路電流計算的目的和結(jié)果9.1短路電流計算的目的1、電氣主接線比選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)線間隔棒的距離6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓7、選擇繼電保護裝置和進行整定計算在變電所和發(fā)電廠的電氣設(shè)計中，短路電流計算是一個重要環(huán)節(jié)。計算的目的是選擇主接線，比較各種接線方案：選擇電氣設(shè)備，校驗設(shè)備提供依據(jù)，為繼電保護整定計算提供依據(jù)等。9.2短路計算最大運行方式設(shè),發(fā)電機電抗標(biāo)幺值變壓器T1電抗標(biāo)幺值變壓器T2電抗標(biāo)幺值線路L1電抗標(biāo)幺值線

26、路L2電抗標(biāo)幺值線路L3電抗標(biāo)幺值變壓器T3的電抗標(biāo)幺值化簡得進一步化簡得110KV側(cè)發(fā)生三相短路K1點基準(zhǔn)電流無窮大容量系統(tǒng)汽輪發(fā)電機G計算電抗由和t=0及t=4s查運算曲線得,10KV側(cè)發(fā)生三相短路K2點基準(zhǔn)電流無窮大容量系統(tǒng)汽輪發(fā)電機G計算電抗由和t=0及t=4s查運算曲線得,最小運行方式下化簡得110KV側(cè)發(fā)生三相短路計算得10KV側(cè)發(fā)生三相短路計算得短路電流計算結(jié)果運行方式電壓最大運行方式最小運行方式I(KA)IishI(KA)Iish110KV6.96.9617.596.96.9617.5910KV23.5523.5561.214.2714.2736.4十、電氣設(shè)備選擇10.1電氣

27、設(shè)備選擇的概述1、選擇的原則1）、應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路、和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。2）、應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。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)盡量減少種類。6）、選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)。10.2電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件（1）按正常工作條件選擇A.額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓UNUW。NB.額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流I0，或載流導(dǎo)體的長期允許電流Ica，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流I max 。計算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時，應(yīng)考慮回路

28、在各種運行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。（2）按短路狀態(tài)校驗A.熱穩(wěn)定校驗：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路，有短路電流通過電氣設(shè)備時，導(dǎo)體和電器各部件溫度（或熱量）不應(yīng)超過允許值，即滿足熱穩(wěn)定的條件，有B.動穩(wěn)定校驗：當(dāng)短路電流通過電氣設(shè)備時，短路電流產(chǎn)生的電動力應(yīng)不超過設(shè)備的允許應(yīng)力，即滿足動穩(wěn)定的條件，有或C.開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗：對要求能開斷短路電流的開關(guān)設(shè)備，如斷路器、熔斷器，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量，即或10.3短路校驗時短路電流的計算條件所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃；計算電路應(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

29、切換過程中可能并列的接線方式；短路的種類一般按三相短路校驗；對于發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)重時，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗。10.4斷路器的選擇110KV側(cè)斷路器的選擇在本設(shè)計中110KV側(cè)斷路器采用SF6高壓斷路器，因為與傳統(tǒng)的斷路器相比SF6高壓斷路器具有安全可靠，開斷性能好，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護方便等優(yōu)點，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級得到廣泛的應(yīng)用。110KV的配電裝置是戶外式，所以斷路器也采用戶外式。本次設(shè)計可選用110KVSF6高壓斷路器的應(yīng)采用LW11-110型號的斷路器。校驗：LW11-110斷路器的

30、具體技術(shù)參數(shù)如下：額定電壓最高工作電壓額定電流(A)額定開斷電流(KA)動穩(wěn)定電流(KA)110KV123（145）KV1600315031.54080100熱穩(wěn)定電流（3S）額定關(guān)合電流固有分閘時間分閘時間31.5KA(3S)40kv80KA100KA40ms135ms由上表知：1.斷路器的額定電壓為110KV，不小于裝設(shè)斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓2.該斷路器的最大持續(xù)工作電流：該斷路器的額定電流為1600（最小的），大于通過該斷路器的最大持續(xù)工作電流173.6。3.校驗斷路器的斷流能力此斷路器的額定開斷電流Ikd.N=31.5KA短路電流周期分量：I=6.96KA Ikd.N I4.此斷路器

31、的額定關(guān)合電流IE.G=80KAish =17.59KA IE.G ish5.動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流：idw=80KA ish =17.59KA idw ish熱穩(wěn)定效應(yīng)：操作機構(gòu),采用CQA-1型電氣操動機構(gòu)。10KV側(cè)斷路器的選擇根據(jù)本次設(shè)計要求可選用ZN12-10/2000型斷路器ZN12-10/2000型斷路器數(shù)據(jù)如下額定電壓（kV）額定電流（A）開斷電流（kA）極限通過電流峰值（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）配用操作機構(gòu)型號10200031.58031.5（4s）CT8等經(jīng)校驗符合設(shè)計要求10.5 110KV隔離開關(guān)的選擇應(yīng)采用戶外型隔離開關(guān)參考電氣工程電氣手冊（上冊），可知應(yīng)采用GW5-1

32、10GD高壓隔離開關(guān)。此隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定電壓額定電流極限通過電流峰值（kA）動穩(wěn)定電流值操動機構(gòu)110KV600A72KA16(4S)CS-17校驗：通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流為173.6KA隔離開關(guān)的額定電流為600A，大于通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流。動穩(wěn)定校驗：動穩(wěn)定電流：id.w=72KA ish=17.59KA id.wish熱穩(wěn)定效應(yīng)：10.6電流互感器選擇110KV電流互感器選擇根據(jù)此次設(shè)計要求，宜選用LCWD-110D型電流互感器LCWD-110D型電流互感器數(shù)據(jù)如下額定電流比（A/A）準(zhǔn)確度10%倍數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)600/50.53075150動穩(wěn)定性校

33、驗熱穩(wěn)定性校驗10KV電流互感器選擇根據(jù)此次設(shè)計要求，宜選用LZZB6-10型電流互感器LZZB6-10型電流互感器數(shù)據(jù)如下額定電流比（A/A）準(zhǔn)確度10%倍數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)300/50.51515080103經(jīng)校驗滿足設(shè)計要求10.7電壓互感器選擇電壓互感器按以下條件進行選擇1額定電壓的選擇電壓互感器一次繞組額定電壓應(yīng)不低于所接電網(wǎng)的額定電壓，二次繞組額定電壓一般為100V，與二次側(cè)所接的儀表或繼電器相適應(yīng)。2.電壓互感器類型及結(jié)構(gòu)的確定按照安裝條件和工作環(huán)境要求確定合適的類型及結(jié)構(gòu)，如戶內(nèi)、戶外、單相、三相等。3.準(zhǔn)確度級的選擇供測量儀表和功率方向繼電器用的電壓互感器，應(yīng)選0.2級或

34、0.5級；供一般監(jiān)視儀表和電壓繼電器用的電壓互感器，應(yīng)選用13級。4.二次容量的校驗要求所接測量儀表和繼電器電壓線圈的總負(fù)荷S2不應(yīng)超過所要求準(zhǔn)確度級下的允許負(fù)荷容量SN2,即根據(jù)以上要求110kA側(cè)可以選用JCC1-110型號10kA側(cè)可以選用JDZ6-10型號10.8母線選擇 硬母線一般是指配電裝置中的匯流母線和電氣設(shè)備之間連接用的裸硬導(dǎo)體。硬母線分為敞露式和封閉式兩類。1.線材料和截面形狀的選擇： 目前母線材料廣泛采用鋁材，因為鋁電阻率較低，有一定的機械強度，質(zhì)量輕、價格較低，我國鋁材的儲量豐富。鋼雖有較好的性能，但價格貴，我國儲備不多。所以只有在一些特殊場合，如工作電流較大，位置特別狹

35、窄，環(huán)境對鋁材有嚴(yán)重腐蝕的情況下才用鋁材。 綜上所述，在本設(shè)計中母線材料才用鋁。 硬母線截面積形狀一般有矩形、槽型、和管型。矩形母線散熱條件好，有一定的機械強度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大，矩形母線一般只用于35KV及以上，電流在4000A級以下的配電裝置中。 槽形母線的機械性能強度較好，集膚效應(yīng)較小，在40008000A時一般才用槽形母線。管形母線集膚效應(yīng)較小，機械強度高，管內(nèi)可用水或風(fēng)冷卻，因此可用于800A及以上的大電流母線。此外，管形母線表面光滑，電暈放電電壓高，因此，110KV以上配電裝置中多才用管形母線。由以上分析知：在本設(shè)計中10KV用矩形母線。管形母線在支柱絕緣子上放置方式

36、有兩種：豎放和平放。平放比豎放散熱條件差，允許電流小。三相母線的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母線豎放時，機械強度差，散熱條件好。垂直布置母線豎放時，機械強度和散熱條件都較好，但增加了配電裝置的高度。綜上，矩形母線在支柱絕緣子上采用水平布置母線豎放。2.母線截面積選擇：母線上的計算電流選用LMY-808型每相三排25時的允許載流量,則環(huán)境溫度為40時，有滿足發(fā)熱條件。母線熱穩(wěn)定性校驗，鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)C=87，假想時間tima=1+0.15=1.15，則有滿足熱穩(wěn)定性要求母線動穩(wěn)定性校驗。單位長度母線上的電動力為母線抗彎矩為鋁的允許抗彎應(yīng)力，因此最大容許跨距為滿足動穩(wěn)定性要求。母線選

37、用LMY-808型滿足要求10.9高壓開關(guān)柜的選擇 高壓開關(guān)是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，電壓等級在3.6kV550kV的電器產(chǎn)品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)與接地開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構(gòu)、高壓防爆配電裝置和高壓開關(guān)柜等幾大類。高壓開關(guān)制造業(yè)是輸變電設(shè)備制造業(yè)的重要組成部分，在整個電力工業(yè)中占有非a常重要的地位。近年來高壓開關(guān)柜（簡稱開關(guān)柜）的開發(fā)和制造發(fā)展的步伐比較快。額定電壓有3、6、10、35KV等多種，額定電流可達到3150A，開斷電流可達到50KA。 高壓開關(guān)柜應(yīng)實現(xiàn)電器和機械的“五防閉鎖”，防止誤操作

38、，提高安全可靠性，“五防”的具體要求是：1. 防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲鳌?. 防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)。3. 防止帶電掛接地線。4. 防止帶接地線合閘。5. 防止誤入帶電間隔。10KV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇GBC10型手車式高壓開關(guān)柜。技術(shù)數(shù)據(jù)如下：名稱參數(shù)名稱參數(shù)額定電壓3/6/10KV額定電流630/1000/2500A母線系統(tǒng)單母線最高工作電壓3.6 7.2 11.5十一、參考文獻【l】楊奇遜 變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展趨勢 中國電機工程學(xué)報【2】黃莊益 變電站綜合自動化技術(shù) 中國電力出版社，【3】金午橋 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展策略 電力系統(tǒng)自動化，【4】蘇文成 工廠供電 機械工業(yè)出版社，【5】熊信銀 發(fā)電廠供電 中國電力出版社，2004【6】陳珩 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 中國電力出版社【7】周澤存高電壓技術(shù) 中國電力出版社【8】董振亞電力系統(tǒng)過電壓保護 中國電力出版社【9】文鋒電氣二次接線識圖 中國電力出版社【10】江日洪配網(wǎng)設(shè)備的特性與選型 中國電力出版社【11】李義山變配電實用技術(shù) 機械工業(yè)出版社【12】任孝岐220 kv城區(qū)變電所設(shè)計思路 陜西省電