電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計1課案

1、電氣工程及其自動化電力系統(tǒng)分析課程設(shè)寸錄、概述。ooooooooooooooooo1、負(fù)荷計算的意義。oooooooo、發(fā)電機的選擇。oooooooooo四、變壓器容量的選擇。oooooo五、變壓器連接方式的選擇。o六、無功補償裝置的選擇。oooo八、 電氣主接線的初步設(shè)計及方案選擇。OOOOOOOO 15九、短路電流計算的目的和結(jié)果。21、電氣設(shè)備選擇。OOOOOOOOOOOOOO29、參考文獻。OOOOOOOOOOOOOOOO3940十、個人小結(jié)。OOOOOOOOOOOOOOOO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

2、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

3、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)、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

4、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)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

5、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Ra（Qca、Sa、lea）或Ro（Q30、$0、丨30）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)t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 3t =3X 10=

6、30 (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

7、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)的正常 可靠運行。負(fù)荷計算意義重大。計算負(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

8、流(A)功率 因數(shù)轉(zhuǎn)速（r/min ）次暫態(tài)電抗Xd ''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，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

9、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

10、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NTS ca裝有兩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)荷的60% 一般選取為70%即S NT0.7Sca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SNT - Sca (I + II)根據(jù)以上原則SNT 一 ' S'*0.7 二 27.9MVA所以應(yīng)選容量為31.5MW勺主變壓器五、變壓

11、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 采用丫連接，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

12、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+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（

13、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注右，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

14、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10° C,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

15、，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。Q = Qca - PCa *tan二 12.67 - 20*tan arccos0.92二 4.15MVar選用BWF10.5-100-1W型并聯(lián)電容器n = Q / Qc = 4150/100 42個，每相裝 14 個補償后的實際功率因數(shù)cos 二巳a /、巳2一(Qca二Qc)2 二 20/20(12.64.2) 0.92滿足設(shè)計要求七

16、、潮流計算7.1選擇輸電導(dǎo)線截面積導(dǎo)線計算電流為lc廠 sca/J3Un = 39.8*103/J3*110 - 208.9A選用LGJ-120型號導(dǎo)線所選導(dǎo)線允許載流量la廠 307A 208.9A滿足要求7.2潮流計算A 3+j6.6 BS1_J S28.7+j10.514.5+j17.5C1.805+j40.333Dp S3S廠 30 j14.53MV.AS3 = 40j17.04MV.AZab 二 Iab(1jxj = 40*1/ 2*(0.15j0.33)= 3 j6.6ZBC 二 1阮(幾 jx)二 50*(0.29j0.35)= 14.5 j17.5Zac 二jx)二 30*(0

17、.29j0.35)= 8.7 j10.5Z = ZAB ZBC ZAC = 262 j346Rt = PU N *103/sNt - 148*110 2 *103 / 31500 1.8051xt = uk%uN*103/100 snt232=10.5*110 2*103/100*31500-40.333"計算運算負(fù)荷變壓器空載損耗UD 二 UD /KT 二 101.712*10.5 /110 二 9.7KV變壓器負(fù)載損耗Szt 二 P32 q；/uN(Rt jXJ2 2 2=402 T7.042/1102(1.805j40.333)二 0.282j6.301MV.A變壓器總損耗缶=

18、s0Szt 二 0.3205 j6.553MV .AC點的運算負(fù)荷Q ' = Q + A QC 3 T二(40 0.3205) j(17.04 6.553)二 40.3205 j23.593MV.A=(30 - 40.3205) j(14.53- 23.593)二-(10.3205 j9.063)MV.A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Sab = S2( Zbc Zac ) Sc ' Zac / Z= (30 -40.3205) j(14.53-23.593)二-(10.3205 j9.063)(23.2- j28) (40.3205 j23.593)(

19、8.7 j10.5)/(26.2- j34.6)= 4.03MV.ASacSA廠 25.97j14.53MV.ASBC = SC '- SAC = 14.3505j9.063MV .A精確功率分布計算Sac 二(PAcQAc)(RacjX ac )/U二(25.972 14.532)(8.7j10.5)/1102二 0.637 j0.769MV.A線路首端功率SAcSacSAC 二 26.607 j15.299MV .A(pBcQBc)(Rbc+ jXBC)/U二(14.35052 9.0632)(14.5 j17.5)/1102二 0.345 j0.417MV.A線路BC首端功率為S

20、Bc' SBCSBC 二 14.696 j9.480MV .A線路BC上的電壓降落為U BC = (Pbc Rbc QbC Xbc ) / U c(PbcXbc - QbC RbC ) /U C=(14.696*14.5 9.480*17.5)/110j(14.696*17.5 - 9.480*14.5)/110= 3.445 j1.088KV節(jié)點B的電壓UB 二 J(UcUbc)2 ( Ubc2) = -(110 3.445)2 1.0882 = 113.45KV線路AB末端功率為IIISab 二 sbc3二(14.696 -10.3205)j(9.480 - 9.063)二 4.3

21、775j0.417MV .A心 Sab = (PAb + QAb)(Rab + jXAB)/UB = (4.37752 + 0.4172)(3 + j6.6)/113.452= 0.0045 j0.0099MV.A線路AB的首端功率為IIISab 二 SabSab 二 4.382j0.427MV .A線路AB上的電壓降落為:Uab=(PabRab QabX ab) / U b j( PabX ab 一 Qab Rab) / U b= (4.3775*30.417*6.6) /113.45j(4.3775*6.6 - 0.417*3) /113.45= 0.14j0.244KVA節(jié)點電壓為UA

22、二.(UB Uab)2 ( Uab)2(113.45 0.14)2 0.2442 =113.59KV變壓器支路的電壓降落Ut =(HCR QcXt)/Uc - j(FCXT -QcRJ/Uc(40.3205*1.805 23.593*40.333) /110 - j(40.3205*40.333 -23.593*1.805)/110=9.312- j14.397MV.AUd = J(Uc - UT)2 ( UT)2 二(110-9.312)2 14.3972 = 101.712KVD節(jié)點電壓為Ud = Ud /K 101.712*10.5 /110 = 9.7KV網(wǎng)絡(luò)的潮流分布如圖A B1 I

23、b* /n/'：_crD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

24、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

25、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米用質(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

26、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 6-220KV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110K

27、V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。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

28、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10KV側(cè)出線回路數(shù)為12回當(dāng)6 10KV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

29、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 6 10KV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

30、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

31、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，線路一線路串可裝設(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。線路一變壓器串，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

32、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

33、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1/0.25 2/0.21513/0.25524/0.215/0.0196/0.0198/0.0910KV、110KV l0KV10/0.337/0.05、_ 11/0.33-9/0.14設(shè) Sb=100MV.A , UB=Uav發(fā)電機電抗標(biāo)幺值IIIIX

34、*G = X*1 = X*3 = X*dSB/SNG = 0.1239*100 /50 二 0.25變壓器T1電抗標(biāo)幺值X*廠 X*2 二 X*4 二 Uk%Sb/100SNt2 二 10.5*100 /100*50 二 0.21變壓器T2電抗標(biāo)幺值X*T2 二 X*5 二 X*6 = Uk%Sb /100Snt 二 7.5*100 /100*400 二 0.019線路L1電抗標(biāo)幺值X*L1 = x0ISB/U；v 二 0.33*40*100* ：/1102 二 0.05線路L2電抗標(biāo)幺值X*L2 二 XolSB/u2, = 0.35*30*100 /1102 = 0.09線路L3電抗標(biāo)幺值X

35、*l3 二 X0ISB/U2,二 0.35*50*100 /1102 二 0.14變壓器T3的電抗標(biāo)幺值X*T3X*10*11二 Uk%Sb /100SNT3二 10.5*100 /100*31.50.33化簡得12/0.2314/0.01616/0.045110KV17/0.1710KV13/0.0115/0.025X*12X*13X*14X*151*(X*X*2)= 0.231* X*52 5二 X*7X*8二 X*7X*90.01/(X*7 X*8X*9p 0.016/(X*7 X*8X*9 P 0.025*16二 X*8 X *9 / ( X*7X*8X*9 ) = 0.045X*17

36、=*102二 0.17進一步化簡得18/0.246110KV10KV20/0.045K121/0.17K2X*18=V+*12X*19=X*13X*20二 X* 二X*21 ：=X*17-X*14 = 0.246X*15 二 0.0350.0450.17110K V側(cè)發(fā)生三相短路22/0.6123/0.09 K1S*22*18*20X*18X*20/X*190.61*23Y + V + V V*19*20*19*20/ X*18二 0.09K1 點基準(zhǔn)電流 I B = SB 八 3Uav = 100/ J3*110 二 0.52KA無窮大容量系統(tǒng)I ks = I :ks = I b / X*2

37、3 二 0.52 / 0.09 二 6.02KA ish.s f QKshlKs 二 2.55*6.02 二 15.35KA汽輪發(fā)電機GIn.g 二 SN.G/V3Uav = 100/73*110 = 0.52計算電抗X*c心 X*22SNG /S廠 0.61*100 /100 二 0.61由X*ca*G = 0.61和t=0及t=4s查運算曲線得III* = 1.7, I = 1.8IIIIIkg = I*Ing 二 1.7*0.52 二 0.88I ：kg = I * ： I ng = 1.8*0.52 二 0.94 ishG 二2心1心= 2.55*0.88 =2.24IIIIIII =

38、 I kg Iks 二 6.02 0.88 二 6.9KAIII ： = I:ksI ：kg = 6.02 0.94 二 6.96 KAish = ig ish.G = 15.35 2.24= 17.59 KA 10KV側(cè)發(fā)生三相短路24/1.97K21.970.28X*24 一 X*18 (X*20X*21 ) X*18(X*20 X*21 ) / X*19X*25 二 X*19 (X*20X*21 ) X*19(X*20X*21 ) / X*18K2點基準(zhǔn)電流 I 廠 SB / J3Ua廠 100/3*10 二 5.77KA無窮大容量系統(tǒng)IIIKS = l：xs 二 IB/X*25 二 5

39、.77/0.28二 20.61KAish.s -EKsJKs 二 2.55*20.61 二 52.55KA汽輪發(fā)電機GI NG 二 Sng 八 3Ua廠 100八 3*10 二 5.77KA計算電抗X*ca*G 二 X*24SNg / Sb 二 1.97*100 /100 = 1.97 由X*ca*G = 197和t=0及t=4s查運算曲線得III* = 0.51, I。二 0.51IIIIIkg = I*ING 二 0.51*5.77 二 2.94KAI：kg 二 I*Jng 二 0.51*5.77 二 2.94KAish.G 二 J2Kshl Kg = 2.55*2.94 = 8.65KA

40、IIIIIII = I kg Iks = 20.612.94 二 23.55KAIII 八 l*+ I沁= 20.61 + 2.94= 23.55KAish = ish.s iw = 52.55 8.65 = 61.2KA最小運行方式下1/0.25513/0.25522/0.214/0.218/0.09110KV7/0.05 J 10/0.3310KV5/0.019I!9/0.146/0.019化簡得11/0.246G12/0.035S 一13/0.045110KVK110KV14/0.33K2110K V側(cè)發(fā)生三相短路15/0.61G16/0.09-K1S廠、/、計算得III 二 6.9KA

41、III 八 6.96 KAiSh 二 17.59KA10KV側(cè)發(fā)生三相短路17/3.2618/0.46K2計算得III 二 14.27KAIII：二 14.27KAiSh 二 36.4 KA短路電流計算結(jié)果運最大運行方式最小運行方式行方式1 (KAI 乂i sh1 (KI OOi sh電壓)A)110KV6.96.9617.596.96.9617.5910KV23.5523.5561.214.2714.2736.4十、電氣設(shè)備選擇10.1電氣設(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)

42、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 Un> Uw nB. 額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流I。，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

43、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2timaB.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ish 一 i max 或 1 sh 亠 1 maxC. 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0FF - SK .MAX 或 1 OFF 1 K.MAX10.3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)按僅在切換過程

44、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110K V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。110K V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110KVSF高壓斷路器的應(yīng)采用LW-110型號的斷路校驗：LW1i-110斷路器的具體

45、技術(shù)參數(shù)如下:額定電壓最高工作額定電流額定開斷動穩(wěn)定電電壓(A)電流（KA）流(KA)110KV123160031.580(145)KV315040100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)80KA< 40ms< 135ms40kv100KA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：I MAX 二 1.051 N = 105Sn 八 3U N二 1.05*31500 八 3*110二 173.6A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17

46、3.6。3. 校驗斷路器的斷流能力此斷路器的額定開斷電流I kd.N=31.5KA00短路電流周期分量：I -=6.96KA I kd.N> I4. 此斷路器的額定關(guān)合電流I e.g=80KAi sh =17.59KA I e.g> i sh5. 動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流：i dw=80KAi sh =17.59KA i dw > i sh熱穩(wěn)定效應(yīng)：|2垢廠 6.962*1.1 二 53.3lt2t 二 31.52 *3 二 2976.752tiima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-

47、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GW5-110G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)疋電流值操動機構(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

48、電流：id.w=72KA i sh=17.59KA i d.w > i sh熱穩(wěn)定效應(yīng)：lt2t = 162*4 二 102412治廠 53.310.6電流互感器選擇110K V電流互感器選擇根據(jù)此次設(shè)計要求，宜選用 LCWD-110型電流互感器LCWD-110型電流互感器數(shù)據(jù)如下額定電流比（A/A）準(zhǔn)確度10%& 數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)疋倍數(shù)600/50.53075150動穩(wěn)定性校驗<2KesIN .2*150*0.6 二 127.28 ish = 17.59熱穩(wěn)定性校驗(KtlN1)2t = (75*0.6) 2*1 二 2025 12tim廠 6.962*1.1 二 53.

49、310K V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%& 數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)疋倍數(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，

50、應(yīng)選0.2級或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SN2 _ S2s廠 Jc P)2 C Q)2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 4000- 8000A 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