和平220KV一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)

1、中文摘要電力系統(tǒng)專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次比較綜合的訓(xùn)練，它是我們將在校期間所學(xué)的專業(yè)知 識(shí)進(jìn)行理論與實(shí)踐的很好結(jié)合，運(yùn)用理論知識(shí)和所學(xué)到的專業(yè)技能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研 究，提高分析問題和解決問題的能力。在完成此設(shè)計(jì)過程中，我們可以學(xué)習(xí)電力工程設(shè)計(jì)、 技術(shù)問題研究的程序和方法，獲得搜集資料、查閱文獻(xiàn)、調(diào)查研究、方案比較、設(shè)計(jì)制圖 等多方面訓(xùn)練，并進(jìn)一步補(bǔ)充新知識(shí)和技能。本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是220/60kv 一次降壓變電 所電氣部分初步設(shè)計(jì)。為了保證供電的可靠性和一次性滿足遠(yuǎn)期負(fù)荷的要求，按照遠(yuǎn)期負(fù) 荷規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)，從而保證變電所能夠長期可靠供電。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，綜合所學(xué)專業(yè)知識(shí)及變電所設(shè)計(jì)

2、等書籍的有關(guān)內(nèi)容, 設(shè)計(jì)過程中完成了主變選擇、電氣主接線的擬定、短路計(jì)算、電氣設(shè)備選擇、配電裝置的 規(guī)劃、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的規(guī)劃和防雷保護(hù)的規(guī)劃等主要工作。在此期間，遇到的種種 問題均通過反復(fù)比較、驗(yàn)算，并請(qǐng)教老師得以解決。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文由設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì) 算書、一套圖紙（電氣主接線圖、總平面布置圖、配電裝置斷面圖、防雷保護(hù)圖）組成。 內(nèi)容較為詳細(xì)，對(duì)今后擴(kuò)建有一定的參考價(jià)值。近年來，電力在世界各國能源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用日益增長，它已成為現(xiàn)代社會(huì)實(shí)用 最廣、需要最快的能源。變電所的合理設(shè)計(jì)與建設(shè)是一個(gè)極其重要的組成部分。本次設(shè)計(jì) 是通過本人的精心設(shè)計(jì)論證完成的。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，全面細(xì)致的考慮

3、工程設(shè)計(jì)的可靠性、 經(jīng)濟(jì)性、靈活性等諸多因素，最終完成本設(shè)計(jì)方案。通過完成此畢業(yè)設(shè)計(jì)論一文，進(jìn)一步領(lǐng) 會(huì)我國電力工業(yè)建設(shè)的政策觀念和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，培養(yǎng)對(duì)工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行較全面的綜合分 析能力。由于時(shí)間緊張和能力有限，此論文中難免會(huì)出現(xiàn)遺漏和錯(cuò)誤，希望老師給予指點(diǎn)和更 正。關(guān)鍵詞電力系統(tǒng)，變電所，短路電流，電氣設(shè)備abstractthe professional graduate in system in electric power design is once more synthesize of training, it is we will during the period of sch

4、ool a profession for learning knowledge proceed theories and practice very good combination, make use of the theories knowledge proceeds with a profession for learning technical ability engineering design with science study, increase analyze problem with problem-solving ability.in complete this desi

5、gn process, we can study the electric power engineering the design, investigative procedure in problem in technique with method, be collected information, checked the cultural heritage, investigate the research, project comparison and design the various training in etc. in graphics, combine further

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15、ctric power system substation short circuit computingelectricity equip目錄中文摘要iabstract ii第一篇說明書1第一章變電所原始資料分析11. 1設(shè)計(jì)題目 和平220kv 一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 112變電所條件113變電所60kv側(cè)負(fù)荷表及電力系統(tǒng)接線圖 1第二章主變壓器的選擇32.1主變壓器臺(tái)數(shù)的確定32. 2主變壓器容量及型式的確定3第三章電氣主接線的選擇43. 1設(shè)計(jì)原則43. 2設(shè)計(jì)的基木要求43. 2. 1可靠性43. 2. 2靈活性43. 2. 3經(jīng)濟(jì)性43. 3變電所電氣主接線的選擇53. 3

16、. 1 220kv側(cè)主接線的選擇53. 3.2 60kv側(cè)接線的選擇6第四章短路電流的計(jì)算84. 1短路電流計(jì)算的目的84. 2短路的基本類型84. 3短路電流計(jì)算的基本假定84. 4 一般規(guī)定84. 5計(jì)算步驟94. 5. 1畫等值電抗圖94. 5. 2選擇計(jì)算短路點(diǎn)94. 6計(jì)算方法94. 6. 1標(biāo)么值法94. 6. 2網(wǎng)絡(luò)變換94. 6.3三相短路電流周期分量的計(jì)算 10第五章 主要電氣設(shè)備的選擇 115. 1 一般原則115. 2高壓斷路器的選擇1153隔離開關(guān)的選擇115. 4電壓互感器的選擇 125. 5電流互感器的選擇 135. 6母線的選擇155.6.1母線的選擇包括母線材料

17、和母線截面的選擇155. 6. 2導(dǎo)體截面選擇和校驗(yàn)155. 7避雷器的選擇15第六章配電裝置的設(shè)計(jì)176. 1電氣布置1762配電裝置設(shè)計(jì)原則 176. 3配電裝置型式的選擇176. 3. 1屋外配電裝置的特點(diǎn) 176. 3.2屋外配電裝置的種類186. 3.3屋外配電裝置的最小安全凈距186. 3. 4屋外配電裝置的若干問題 18第七章 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 197. 1繼電保護(hù)配置的作用和要求: 1972變壓器保護(hù)的配置1973母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)207. 3. 1母線保護(hù)配置原則207. 3.2雙母線保護(hù)217. 3.3斷路器失靈保護(hù)217.4. 1 220kv側(cè)線路保護(hù)227.

18、4.2 60kv側(cè)線路保護(hù) 227.5自動(dòng)裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)237. 5. 1電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)237. 5.2合閘裝置應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)237. 5.3自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)符合以下要求247. 5.4備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入24第八章防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)268. 1變電所的保護(hù)對(duì)象 268. 2配電裝置的防雷保護(hù) 268. 3防雷設(shè)計(jì)要求和所需資料268. 3. 1雷電過電壓保護(hù)情況268. 3. 2防雷保護(hù)設(shè)計(jì)所需資料268. 3.3避雷針的選擇26第二篇計(jì)算書27第一章主變壓器選擇的計(jì)算部分27第二章短路電流計(jì)算過程29_21系統(tǒng)的等值電抗292. 2短路計(jì)算29第三章電氣設(shè)備的選擇計(jì)算及校驗(yàn)3

19、33. 1高壓斷路器的選擇計(jì)算333. 1. 1 220kv側(cè)斷路器的選擇 333. 1.2 60kv側(cè)斷路器的選擇 343. 2隔離開關(guān)的選擇計(jì)算353. 2. 1 220kv隔離開關(guān)的選擇353. 2.2 60kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇363. 3電壓互感器的選擇計(jì)算373.4電流互感器的選擇383.4. 1 220kv側(cè)電流互感器的選擇383.4.2 60kv側(cè)電流互感器的選擇3935母線的選擇計(jì)算403. 6避雷器的選擇41第四章防雷保護(hù)計(jì)算434. 1避雷針的定位 434. 2變電所避雷針布置圖434. 3保護(hù)范圍計(jì)算43結(jié)論45致謝46參考文獻(xiàn)47m寸錄48第一篇說明書第一章變電所原始資

20、料分析1. 1設(shè)計(jì)題目 和平220kv 一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)1 2變電所條件1待設(shè)計(jì)變電所進(jìn)線為雙回線路，轉(zhuǎn)供線路為兩回，出線為14 1h1,電壓等級(jí)為220/60kv2變電所地區(qū)年平均溫度18°c,最高溫度39°c,最低溫度19°c3本變電所地勢(shì)平坦，平均海拔350米，4交通方便，出線走廊寬闊。13變電所60kv側(cè)負(fù)荷表及電力系統(tǒng)接線圖序號(hào)負(fù)荷名稱最大符合（kw）功率 因素出 線 方 式出現(xiàn) 冋路 數(shù)附注近期遠(yuǎn)期1電機(jī)廠600080000.95架 空2有重要負(fù)荷2家用電器廠600080000.95架 空1iii類負(fù)荷3礦山機(jī)械廠10000120000.

21、95架 空2有重要負(fù)荷4市區(qū)一號(hào)600080000.95架 空2有重要負(fù)荷5市區(qū)二號(hào)8000100000.95架 空2有重要負(fù)荷6市區(qū)三號(hào)8000120000.95架 空2有重要負(fù)荷7市區(qū)四號(hào)8000160000.95架 空2有重要負(fù)荷8卷煙廠8000100000.95架 空1iii類負(fù)荷第二章主變壓器的選擇2.1主變壓器臺(tái)數(shù)的確定在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備2，擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓、 進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行的保證。為保證供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。故本變 電所選擇兩臺(tái)主變。2. 2主變壓器容量及型

22、式的確定（1）主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程sjd2-88有關(guān)規(guī)定和 審批的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)決定進(jìn)行。凡有兩臺(tái)及以上主變的變電所其中一臺(tái)事故停運(yùn)后， 其余主變的容量應(yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%,若計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)， 應(yīng)保證用戶的一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷。（2）變電所中的主變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有耍求時(shí)，一般采用有載調(diào)壓變壓器，對(duì)于新建 的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點(diǎn)考慮，應(yīng)注意選用無載調(diào)壓變壓器。（3）具有直接由高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡(jiǎn)化電壓等級(jí)，減少重復(fù)降壓容 量，可采用雙繞組。根據(jù)木變電所實(shí)際情況，交通便利，只有兩個(gè)電壓等級(jí)220/60kv,故選擇采用三相雙 繞組

23、變壓器。（4）主變調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程sdj161的有關(guān)規(guī)定。 根據(jù)計(jì)算，確定選擇兩臺(tái)容量為90000kva的變壓器，其型號(hào)為sfpz490000/220o額定容量(kva)表11主要參數(shù)90000連接組標(biāo)號(hào)yn, dll空載電流(%)0.8空載損耗(kw)102負(fù)載損耗(kw)369.9阻抗電壓(%)13.5冷卻方式0daf額定電壓(kv)高壓 220 ±8* 1.5%低壓69第三章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(jī)、變圧器、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

24、各種電氣設(shè)備統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)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(duì)變電所的安全、 穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)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(shí)完成的，所以主接線設(shè)計(jì)的好壞不僅影響 電力系統(tǒng)和變電所本身，同時(shí)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(jì)是一個(gè) 綜合性問題。3.1設(shè)計(jì)原則根據(jù)35-110kv變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程sjd288規(guī)定，變電所電氣主接線應(yīng)根據(jù) 該變電所在電力系統(tǒng)中的地位、電壓等級(jí)、冋路數(shù)、所選設(shè)備特點(diǎn)、負(fù)荷性質(zhì)等因素確定, 滿足運(yùn)行可靠性，簡(jiǎn)

25、單靈活，操作方便，節(jié)約投資等要求。3. 2設(shè)計(jì)的基本要求3.2. 1可靠性（1）應(yīng)重視國內(nèi)外長期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析。（2）主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可 以簡(jiǎn)化接線。（3）要考慮所設(shè)計(jì)的變屯所在屯力系統(tǒng)中的地位和作用。3.2.2靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：（1）調(diào)度要求，可以靈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)度要求。（2）檢修要求，可以方便地停運(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 致于影響對(duì)用戶的供電。3. 2. 3經(jīng)濟(jì)性（1）投資省a、主

26、接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等一次設(shè)備。b、要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。（2）占地面積小主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。（3）電能損失小經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。3. 3變電所電氣主接線的選擇3.3. 1 220kv側(cè)主接線的選擇根據(jù)變電所設(shè)計(jì)等書籍屮關(guān)于接線形式適用范圍規(guī)定可知，220kv配電裝置出線 冋路不超過兩冋時(shí)，可選用單母線、單母線帶旁路接線，也可使用橋式接線。下面選取單母線分段和內(nèi)橋接線兩種方案進(jìn)行介紹和比較，從而選擇最佳方案作為木 變電所側(cè)一次主接線。方案一單母

27、線帶旁路接線，方案二雙母線接線。8 8圖31單母線分段接線圖32雙母線接線表31220kv側(cè)主接線方案比較特點(diǎn)可靠性經(jīng)濟(jì)性靈活性方案二：雙母線接線 可以輪流檢修母線而不影響 供電，檢修任一母線的隔離開關(guān) 時(shí)，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(shí)，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(duì)該隔離開 關(guān)進(jìn)行檢修，不影響其它凹路。母 聯(lián)斷路器故障，將造成配電裝置金 停。在檢修任一進(jìn)出線回路的斷路 器時(shí)，將使該回路停電。方案一當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由丁分段斷路器在繼電保護(hù)裝 置的作用下能自動(dòng)將故障切除，因而保證了正常段母線不間斷供電和 不致使重要負(fù)荷停電。單母線分段接線

28、比雙母線接線少用了一組母線、一組斷路器以及 兩組隔離開關(guān)，投資相對(duì)減少，配電裝置的占地而積也大大減少。 方案一比方案二投切變壓器時(shí)，倒閘操作方便。方案一：?jiǎn)文妇€分段單母分段按可進(jìn)行分段檢 修，對(duì)于重要負(fù)荷可以從不同段 引出兩個(gè)回路，使重要負(fù)荷冇兩 個(gè)電源供電，在這種情況下，當(dāng) 一段母線發(fā)生故障時(shí)，由丁分段 斷路器在繼電保護(hù)裝置的作用下 能自動(dòng)將故障切除,因而保證了 正常段母線不間斷供電和不致使 重要負(fù)荷停電。綜上述，方案一比方案二靈活，供電可靠，占地小，投資少，利于長遠(yuǎn)發(fā)展。考慮綜 合因素，選方案一：?jiǎn)文妇€分段接線為本變電所一次側(cè)主接線。3. 3.2 60kv側(cè)接線的選擇由于60kv側(cè)進(jìn)出線數(shù)

29、共16 1h1,查找規(guī)程，可選用雙母線，而當(dāng)配電裝置的進(jìn)線和出 線總數(shù)為12-16 h1時(shí)，在一組母線上設(shè)置分段斷路器，且采用雙母線的60kv配電裝置一 般設(shè)置旁路母線，且出線超過11回可裝設(shè)專用旁路斷路器。故本變電所二次側(cè)釆用雙母 線分段帶旁路，設(shè)置專用旁路斷路器的接線方式。兩種方案特點(diǎn)：方案一接線方式的特點(diǎn)是：兩組母線同時(shí)工作，并通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，可以輪 流檢修母線而不致使供電中斷。檢修任一回路的隔離開關(guān)，只停該回路，不影響其他回路 供電，且母線故障后，可迅速恢復(fù)供電，調(diào)度靈活，各電源和各負(fù)荷回路可以任意分配到 某一組母線上，有利于擴(kuò)建和便于試驗(yàn)方案二接線方式的特點(diǎn)是：在檢修母線時(shí)，

30、可以輪流檢修而不致供電小斷，檢修任一 回路母線隔離開關(guān)時(shí)，只停該回路，雙母線一組母線發(fā)生故障，將被切除的回路倒換到另 一組母線上，繼續(xù)供電，但增加母線長度隔離開關(guān)數(shù)ri,使配電裝置構(gòu)架增加，占地而積 增加，投資較多。方案一雙母線分段帶旁路接線rxutroeutrnttrdtdtrotdtdtnujymatnmtnmttnttoitnuitnujytnttnt圖33 雙母線分段帶旁路接線方案二雙母線接線圖34雙母線接線綜上述，本變電所主接線選擇：一次側(cè)采用單母線接線，二次側(cè)采用雙母線分段帶旁 路接線。第四章短路電流的計(jì)算4.1短路電流計(jì)算的目的（1）電氣主接線的選擇（2）選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證

31、設(shè)備在正常運(yùn)行情況下，都能正常工作，保證安全可靠, 而ii在發(fā)生短路時(shí)保證不損壞。（3）選擇斷電保護(hù)裝置。4. 2短路的基本類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，其 屮三相短路是對(duì)稱短路。為了檢驗(yàn)和選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，以及為了繼電保護(hù)的整定計(jì)算，常用下述短路電流 值。ich：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時(shí)值。1 :超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。 k：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。4. 3短路電流計(jì)算的基本假定（1）止常運(yùn)行時(shí)，三和系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。（2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)和位角和同。（3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵蕊

32、的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變 化。（4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。（5）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。（6）元件的計(jì)算參數(shù)取其額定值，不考慮參數(shù)的誤并和調(diào)整范圍。（7）輸電線路和電容略去不計(jì)。4. 4 一般規(guī)定（1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本設(shè)計(jì) 規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，確定適中電流吋，應(yīng)按可能發(fā)生最人短 路電流的接線方式。而不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，在屯氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具冇反饋?zhàn)饔玫漠惒?電動(dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。（3）選擇導(dǎo)體的屯器

33、時(shí)，對(duì)不帶屯抗器的回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí) 短路電流為最大的地點(diǎn)。(4) 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流，一般按三相短路計(jì)算，若發(fā)電 機(jī)出口的兩相短路，或屮性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及h耦變壓器等回路屮的單相，兩相接地短路 較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。4. 5計(jì)算步驟4. 5. 1畫等值電抗圖(1) 首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷開關(guān)，線路電容，各元件電阻。(2) 選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。(3) 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值。4. 5. 2選擇計(jì)算短路點(diǎn)(1) 求各短路點(diǎn)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的各點(diǎn)短路電流。(2) 各點(diǎn)三和短路時(shí)的最大沖擊電流和短路容量。(3) 列出短路電流計(jì)

34、算數(shù)據(jù)表。4. 6計(jì)算方法木設(shè)計(jì)利用分布系數(shù)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，求出轉(zhuǎn)移屯抗；應(yīng)用導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技 術(shù)規(guī)定sdgj 14-86所提供的運(yùn)算曲線求取短路電流。計(jì)算吋取基準(zhǔn)容量sb=100mva基準(zhǔn)電壓ub=uav ;4. 6. 1標(biāo)么值法發(fā)電機(jī)電抗：x尸xx泡(4. 1)v線路電抗：x滬0.4lx甞(4.2)變壓器電抗：x*二乞(4.3)100 sn短路電流周期分量有效值:1k.= (4. 4)x*沖擊電流：ich二2.551"(4.5)4. 6.2網(wǎng)絡(luò)變換如下圖:jx1(1) a/y變換x13 x12x, (x13+x12+x23)x13 x23x (x13+x124-x23)xi2

35、 x23x產(chǎn)-(x13+x12+x23)(2) y/變換7 _x|+x3+x|x3 計(jì)7 一 xz+xix?入12x3(4.6)(4. 7)(4.8)(4.9)(4. 10)(4. 11)4.6.3三相短路電流周期分量的計(jì)算（1）無限大電源供給的短路電流當(dāng)供電電源為無窮大或者計(jì)算電抗xq3. 45時(shí)，不考慮短路電流周期分量的衰減。（2）有限電源供給的短路電流先將電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗心*歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗xa然后按忌 值查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，或查發(fā)電機(jī)的運(yùn)算數(shù)字表，即可得到短路電流周期分量的標(biāo) 幺值。第五章主要電氣設(shè)備的選擇正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)

36、濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在 進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地 采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。5.1 一般原則(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(diǎn)和使用環(huán)境條件要求。(3) 應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求。(4) 應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)。5. 2高壓斷路器的選擇(1) 斷路器額定電壓uc大于電網(wǎng)電壓ug, uctug(2) 高壓斷路器的額定電流ic應(yīng)大于或等于它的最大持續(xù)工作電流igmax, icigmax(3) 型式和結(jié)構(gòu)(2) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器的極限通過電流峰值idw應(yīng)不小于三相短路

37、時(shí)通過斷路器的沖擊電流ij即idw> ；3x lch (3) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)高壓斷路器的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流發(fā)出的熱量(4) 開斷電流能力校驗(yàn)斷路器的額定開斷電流h應(yīng)大于短路電流的有效值i",即h> ih.(5) 關(guān)合能力校驗(yàn)斷路器的額定關(guān)合電流ip,應(yīng)大于沖擊電流ich3,即ip ich3.本變電所220kv側(cè)選用型號(hào)為lw(ofpt(b)-220的斷路器，60kv側(cè)選擇型號(hào)為 lw (ofpt (b) -63 斷路器。5.3隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的選擇，除了不校驗(yàn)開斷能力外，其余與斷路器的選擇相同，因?yàn)楦綦x開關(guān) 與斷路器串聯(lián)在冋路屮，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短路故障吋，

38、對(duì)隔離開關(guān)的影響完全取決于斷路器的開 斷吋間，故計(jì)算數(shù)據(jù)與斷路器選擇時(shí)的計(jì)算數(shù)據(jù)完全相同。(1) 隔離開關(guān)額定電壓ue大于電網(wǎng)電壓ug, uemug(2) 隔離開關(guān)的額定電流ie應(yīng)大于或等于它的最大持續(xù)工作電流igmax, ieigmax(3) 型式和結(jié)構(gòu)(4) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)隔離開關(guān)的極限通過電流峰值idw應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過斷路器的沖擊電流ij即 idwich3.(5) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)隔離開關(guān)的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)不小丁短路期內(nèi)短路電流發(fā)岀的熱量本變電所220kv出線側(cè)選擇型號(hào)為gw4-220的隔離開關(guān),220kv母線側(cè)選擇型號(hào)為gw6-220 的隔離開關(guān)，60kv側(cè)選擇型號(hào)為gw4-63的隔離開關(guān)

39、。其主要參數(shù)如表51所示。表51斷路器主要參數(shù)型號(hào)lw(ofpt (b)-220lw (ofpt(b)-63額定電壓(kv)22063最高工作電壓(kv)25272.5額定電流(a)12501250額定短路開斷電流(ka,冇效值)31.525額定短路關(guān)合電流(ka,峰值)80633s額定短時(shí)耐受電流(ka,有效31. 525值)額定峰值耐受電流(ka,峰值)8063分閘時(shí)間(ms)w30w30表52隔離開關(guān)主要參數(shù)型號(hào)gw4-220gw6-220gw4-63額定電壓(kv)22022063最高工作電壓(kv)25225272.5額定電流1250125012503s熱穩(wěn)定電流(ka,有效值)31

40、.531. 520動(dòng)穩(wěn)定電流(ka,峰值)808050分閘時(shí)間(s)0. 030. 030. 035. 4電壓互感器的選擇(1) 按額定電壓選擇選擇原邊額定電壓iv要與接入的電網(wǎng)電壓相適應(yīng)，即耍求電壓互感器原邊所接受的電 網(wǎng)電壓應(yīng)滿足下列條件：1. 1uqua0. 9uei其中：ui電網(wǎng)電壓uel電壓互感器一次繞組額定電壓(2) 按準(zhǔn)確級(jí)和容量選用于電度計(jì)量的電壓互感器，準(zhǔn)確度不低于0.5級(jí)，用于電流、電壓測(cè)量的準(zhǔn)確度不 應(yīng)低于1級(jí)，用于繼電保護(hù)不應(yīng)低于3級(jí)。(3) 結(jié)構(gòu)種類選擇60kv及以上可選串級(jí)式電壓互感器。110kv及以上可選用電容分壓式電壓互感器。本變電所220kv側(cè)選擇型號(hào)為jdc

41、f-220 (gyw2)的電壓互感器。60kv側(cè)選擇型號(hào)為 jdcf-63的電壓互感器表53220kv側(cè)電壓互感器型號(hào)jdcf-220 (gyw2)額定電壓比(kv)詈/卡/乎/0.1二次繞組測(cè)量0.2級(jí)0.5級(jí)100 100額定輸出(kv)保護(hù)3p級(jí)3p級(jí)250500剩余電壓繞組額定輸出(va)300準(zhǔn)確級(jí)3p表54 60kv側(cè)電壓互感器測(cè)量保護(hù)剩余0.20. 53p3p50100400100jdcf-63型號(hào)額定電壓比(kv) 二次繞組 準(zhǔn)確級(jí)額定輸出(va)極限輸岀(va)2000頻率(hz)505. 5電流互感器的選擇(1) 按一次額定電壓選擇:ueug(2) 按原邊額定電流選擇：ie

42、l2igmax(3) 設(shè)備種類、結(jié)構(gòu)(4) 按準(zhǔn)確度級(jí)和副邊負(fù)荷選擇額定電流為了保證測(cè)量儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測(cè)量儀表的準(zhǔn)確級(jí)， 為保證互感器在一定的準(zhǔn)確級(jí)工作，電流互感器二次側(cè)所接負(fù)荷s2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所 規(guī)定的額定容量se2o(5) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器的極限通過電流峰值idw應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過斷路器的沖擊電流ich3 即 idw2ich3(6) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)不小丁短路期內(nèi)短路電流發(fā)岀的熱量本變電所220kv側(cè)選擇型號(hào)為lb6-220的電流互感器，60側(cè)選擇型號(hào)為lcwb5-63的 電流互感器。表55220kv側(cè)電流互感器參數(shù)表型號(hào)lb

43、6-220額定電壓(kv)220最高工作電壓(kv)252額定一次電流(a)300額定二次電流(a)5級(jí)次組合0.5/10p/10p/10p/10p/10p額定輸出 cos (b =0. 8(kva)0. 5 級(jí) 3010p 級(jí) 60額定短吋熱電流(ka/s)31. 5/1動(dòng)穩(wěn)定電流(ka)80表5660kv側(cè)電流互感器參數(shù)型號(hào)lcwb5-63額定電流比(a)900/5準(zhǔn)確級(jí)0.5b額定輸出 cos(1)=0. 8(kva)0.5 級(jí) 1k1, 1k2 300.5 級(jí) 1k1, 1k3 50b 2k1, 2k2, 3k1, 3k250額定1s短時(shí)熱電流(ka)25額定動(dòng)穩(wěn)定電流(ka)62.5

44、5. 6母線的選擇5.6. 1母線的選擇包括母線材料和母線截面的選擇（1）電流分布良好。（2）散熱良好。（3）有利于提咼電暈超始電壓。（4）安裝檢修方便，連接簡(jiǎn)單。5.6.2導(dǎo)體截面選擇和校驗(yàn)（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇對(duì)于全年平均負(fù)荷較大，母線較長，傳輸容量也較大的回路，均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選 擇。s二4 s：經(jīng)濟(jì)截面i盼工作電流aj：經(jīng)濟(jì)電流密度j杳1995年電力部頒發(fā)的經(jīng)濟(jì)電流密度表（2）按短路熱穩(wěn)定檢驗(yàn)其中s:所選導(dǎo)體截面【川c:熱穩(wěn)定系數(shù) kf：集膚效應(yīng)系數(shù)本變電所220kv側(cè)選擇母線型式為lgj-240/30型鋼芯鋁絞線，60kv側(cè)選lgj-88/55 型鋼芯鋁絞線。5. 7避雷器的選擇

45、5.7.1避雷器的設(shè)計(jì)原則（1）配電裝置的每組母線上應(yīng)裝設(shè)避雷器。（2）110-220kv線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。避雷器也是目前廣泛使用的，但它存在著各種電壓作用下的老化問題，壽命和熱穩(wěn)定 問題，在價(jià)格上同磁吹閥型避雷器相比沒有明顯的優(yōu)越性，在特殊情況下才被使用。管型避雷器由丁動(dòng)作時(shí)形成截波對(duì)變壓器的縱向絕緣不利，所以不被采用。fz避雷器的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于fc2避雷器，兩者的工作能力相差不大，考慮經(jīng)濟(jì)利益，本 設(shè)計(jì)全部選用fz避雷器。本變電所220kv側(cè)選擇型號(hào)為fz-220j的避雷器，60kv側(cè)選擇型號(hào)為fz-60的避雷 器，變壓器中性點(diǎn)選擇x1ng型號(hào)為fz110的避雷器。表57220kv側(cè)避

46、宙器參數(shù)表型號(hào)額定電壓冇效值(kv)滅弧電壓冇 效值(kv)工頻放電電壓冇效 值8/20ps雷電沖 擊波殘壓峰值 不大于(kv)不小于不大于5ka10kafz-220j220200448kv536kv652715表 58 (50kv側(cè)避雷器參數(shù)表型號(hào)額定電壓有效 值(kv)滅弧電壓有效值(kv)工頻放電電壓有效 值8/20as雷電沖 擊波殘壓峰值 不大于(kv)不小于不大于5ka10kafz-606070.5140kv173kv227250表58變壓器屮性點(diǎn)避雷器參數(shù)表型號(hào)額定電壓有效 值(kv)滅弧電壓有效值(kv)工頻放電電壓有效 值8/20as雷電沖 擊波殘壓峰值 不大于(kv)fz-1

47、10110125不小于不大于254kv312kv5ka10ka375415第六章配電裝置的設(shè)計(jì)配電裝置是根據(jù)主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的 輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。6. 1電氣布置在220kv變電所設(shè)計(jì)中，電氣布置的設(shè)計(jì)是比較關(guān)鍵的一步，在布置中要考慮主接線 所確定的形式和間隔，考慮變壓器設(shè)置地點(diǎn)，考慮避雷設(shè)備的設(shè)置，控制電纜的走向進(jìn)行 總體布局。在布置中耍考慮監(jiān)視、運(yùn)行方便、占地面積小、節(jié)約控制電纜、出線合理等要 求。電工建筑物總平面布置的基本耍求：（一） 滿足電氣生產(chǎn)工藝流程要求。（-） 慎重確定最終規(guī)模，姿善處理分期建設(shè)。（三）布置緊湊合理

48、，盡量節(jié)約用地。（四）結(jié)合地形地質(zhì)，因地制宜布置。（五）符合防火規(guī)定，預(yù)防火爆事故。（六）注意風(fēng)象朝向，有利環(huán)境保護(hù)。（七）控制噪聲。（a） 合理分區(qū)，方便管理。（九） 有利于交通運(yùn)輸及檢修活動(dòng)。（十）工建筑物與外部條件相適應(yīng)。6.2 配電裝置設(shè)計(jì)原則查高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程高壓配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)條件, 自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行，檢修等要求，合理地制訂布置方案和選用設(shè)備，并積極慎重地 采用新布置，新設(shè)備和新材料，使設(shè)計(jì)做到設(shè)計(jì)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便。6. 3配電裝置型式的選擇配屯裝置型式的選擇，應(yīng)考慮所在地的地理情況及環(huán)境耍求，通過技術(shù)比較確

49、定，一 般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35kv及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式，110kv 以上多為屋外式，故本變電所設(shè)計(jì)采用屋外式配電裝置。6. 3.1屋外配電裝置的特點(diǎn)（1） 土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短。（2）擴(kuò)建比較方便。（3）相鄰設(shè)備z間距離較大，便于帶電作業(yè)。（4）占地而積較大。（5）受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行的條件較差，須加強(qiáng)絕緣。（6）不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作冇影響。6.3.2屋外配電裝置的種類根據(jù)電器和母線的布置高度，屋外配電裝置可分為：高型、半高型、中型。中型配電 裝置按照隔離開關(guān)的布置方式又分為普通中型和分相中型兩種。6.3.3屋外配電裝置的最小安全凈距表61 屋外

50、配電裝置的最小安全凈距 單位（mm）符號(hào)適用范圍220kv60kva1帶電部分至接地部分之間1800650a2不同相的帶電部分之間2000650b1帶電作業(yè)時(shí)帶電部分至接地部分z 間25501400b2網(wǎng)狀遮攔至帶電部分z間1900750c無遮攔裸導(dǎo)體至地而z間43003100d平行的不同時(shí)停電檢修的無遮攔帶電部分之間380026006.3.4屋外配電裝置的若干問題（1）母線及構(gòu)架本變電所母線選用軟母線鋼芯鋁絞線，三相呈水平布置，用懸式絕緣子懸掛在母線構(gòu) 架上。軟母線可選用較大的檔距，但檔距越大，導(dǎo)線弧垂越大。（2）電纜溝和通道屋外配電裝置中電纜溝的布置，應(yīng)使電纜所走的路徑最短。一般橫向電纜溝

51、布置在斷 路器和隔離開關(guān)z間，大型變電所的縱向電纜溝因電纜數(shù)多，一般分為兩路，大屮型變電 所內(nèi)一般應(yīng)鋪設(shè)3m寬的環(huán)行道。第七章 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)7.1繼電保護(hù)配置的作用和要求：電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和不止常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的 故障是發(fā)生各種型式的短路。在發(fā)生短路時(shí)可能產(chǎn)生以下的后果：1. 通過故障點(diǎn)的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞；2. 短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起它們的損壞或縮短它們 的使用壽命；3. 電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì) 量；4破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，

52、甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。電力系統(tǒng)中電氣元件的止常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不止常運(yùn) 行狀態(tài)。系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率降低，發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過電壓，以 及電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩等，都屬于不止常運(yùn)行狀態(tài)。故障和不止常運(yùn)行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。造成電能質(zhì)量的破壞，甚至 造成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞。在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項(xiàng)積極措施消除或減少發(fā)生 事故的可能性外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性的切除故障元件，這是保證電力系 統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法z-o這種保護(hù)裝置就是繼電保護(hù)裝置，其能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電 氣元件發(fā)生故障或不止常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一

53、種口動(dòng)裝置。它 的基木任務(wù)是：1. 口動(dòng)、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到 破壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)止常運(yùn)行；2反應(yīng)電氣元件的不止常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減 負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī) 定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤操作。電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求是：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。7. 2變壓器保護(hù)的配置7.2.1變壓器保護(hù)的配置原則變壓器一般應(yīng)裝設(shè)下列繼電保護(hù)裝置1反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油而降低的瓦斯保護(hù)，容量為800kva及以上的油浸式 變壓器，均

54、應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，當(dāng)油箱內(nèi)不故障產(chǎn)生清為瓦斯或油面下降時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)瞬 時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保護(hù)宜動(dòng)作于斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。2 相間短路保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)火電流速斷保 護(hù)，對(duì)其屮性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能起保護(hù)作用。 容量為6300kva 一下并列運(yùn)行的變壓器，以及10000kva 一下單獨(dú)運(yùn)行的變壓器加裝電流 速斷保護(hù)（本設(shè)計(jì)不加裝電流速斷保護(hù)）容量為6300kva及以上，廠用工作變壓器和并列 運(yùn)行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，對(duì)所有升壓變壓器及15000kva及以上的降壓變壓 器，一般宜采用三相三繼電器式接線。3. 相間后備保護(hù)為了防止外部短路所引起的過電流合作為變壓器的后備保護(hù)，在變壓器上可裝設(shè)過電 流保護(hù)。對(duì)丁單側(cè)電源的雙卷降壓變壓器，如高壓側(cè)屮性點(diǎn)冇可能直接