22066kV變電站電氣設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)姓 名： 康棕櫚 學(xué) 號 0714480412 院 系： 輸變電技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 供用電技術(shù) 題 目： 220/66kV變電站電氣設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 趙 妍 評 閱 者： 2010 年 6 月 吉林 44摘 要電力工業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位和作用，社會發(fā)展電力先行。電力系統(tǒng)是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。電氣設(shè)計(jì)工作是工程建設(shè)的關(guān)鍵工作環(huán)節(jié)，做好設(shè)計(jì)工作，對工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資、費(fèi)用和建成投產(chǎn)后的運(yùn)行安全，可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益都起著決定性作用。本文主要是變電站一次部分設(shè)計(jì)。首先根據(jù)任務(wù)書上所

2、給系統(tǒng)、線路及所有負(fù)荷情況，通過對負(fù)荷的分析計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器的臺數(shù)、容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號；其次，根據(jù)原始資料，通過對電力系統(tǒng)的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面的考慮，確定了220kV和66kV側(cè)的電氣主接線；最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流的計(jì)算結(jié)果，對斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、導(dǎo)體等電氣設(shè)備進(jìn)行了選型，從而完成了220kV變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：220kV變電站；電氣一次部分設(shè)計(jì)；變壓器；主接線；電氣設(shè)備選擇220/66kV變電所電氣部分設(shè)計(jì)說明書第1章 原始資料的分析41.1 設(shè)計(jì)變電站的類型及其在電網(wǎng)中的地位和作

3、用41.2 本站進(jìn)線情況41.3 設(shè)計(jì)變電站負(fù)荷情況41.4 設(shè)計(jì)變電站站址的自然及環(huán)境條件4第2章 主變壓器的選擇52.1 主變臺數(shù)的確定52.2 主變?nèi)萘康拇_定52.3 主變型式選擇6第3章 主接線方案擬定73.1 設(shè)計(jì)原則73.2 各級電壓等級主接線形式73.3 “典設(shè)”中各級電壓出線回路數(shù)的推薦值73.4 設(shè)計(jì)步驟73.5 電氣主接線圖11第4章 站用變壓器及站用電接線124.1 站用變壓器的臺數(shù)、型號及容量確定124.2 站用變電源引接方式124.3 站用變電器低壓側(cè)接線12第5章 無功補(bǔ)償配置135.1 概述135.2 無功補(bǔ)償裝置類型135.3 無功補(bǔ)償容量的確定135.4 并聯(lián)

4、電容器裝置135.5 并聯(lián)電容器分組容量和分組數(shù)13第6章 短路電流計(jì)算146.1 短路計(jì)算的主要目的：146.2 短路計(jì)算的一般規(guī)定146.3 計(jì)算短路電流的計(jì)算步驟156.4 短路電流水平156.5 應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流的計(jì)算步驟15第7章 電氣設(shè)備選擇187.1 電器和導(dǎo)體選擇的一般條件187.2 電器選擇的依據(jù)187.3 斷路器（QF）187.4 隔離開關(guān)（QS）197.5 電流互感器的選擇207.6 電壓互感器的選擇227.7 避雷器的選擇227.8 導(dǎo)體的選擇23第8章 電氣布置及配電布置258.1 電器設(shè)備布置258.2 配電裝置布置25220/66kV變電所電氣部分設(shè)計(jì)計(jì)算

5、書第1章 主變壓器的選擇261.1 主變?nèi)萘康拇_定26第2章 短路電流計(jì)算272.1 網(wǎng)絡(luò)等值電路272.2 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算272.3 短路電流的標(biāo)幺值與有名值28第3章 電氣設(shè)備選擇333.1 斷路器的選擇與校驗(yàn)33 3.2 隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)35 3.3 電流互感器的選擇與校驗(yàn)37 3.4 電壓互感器的選擇與校驗(yàn)39 3.5 避雷器的選擇與校驗(yàn)39 3.6 導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)與校驗(yàn)41參考文獻(xiàn)44致謝45220/66kV變電所電氣部分設(shè)計(jì)說明書第1章 原始資料的分析1.1 設(shè)計(jì)變電站的類型及其在電網(wǎng)中的地位和作用 本站為系統(tǒng)樞紐變電站，與水火兩大電力系統(tǒng)聯(lián)系，并為地區(qū)重要負(fù)荷供電。1.2 本

6、站進(jìn)線情況 本站220kV側(cè)共4回架空線路與電網(wǎng)相連，與水電系統(tǒng)相連為2回架空線路，長度為140km，與火電系統(tǒng)相連為2回架空線路，長度為120km，電網(wǎng)在本站有穿越功率，220kV 側(cè)估算為450MW，功率因數(shù)為0.95。1.3 設(shè)計(jì)變電站負(fù)荷情況 220kV側(cè)共4回線與電力系統(tǒng)相連，發(fā)展可能性可不考慮。 66kV側(cè)共16回架空出現(xiàn)，最大綜合負(fù)荷170MW，cos=0.85。用戶名稱最大負(fù)荷MW線路長度km回路數(shù)負(fù)荷級別化工廠305031冶煉廠307031機(jī)械廠205022煤礦甲256022煤礦乙257022機(jī)修廠222022市區(qū)變電站203022 在66kV側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器組，容量可取主變

7、容量的10%，戶外布置。1.4 設(shè)計(jì)變電站站址的自然及環(huán)境條件 本站位于某大城市近郊，地勢平坦，海拔高度為500m，有鐵路，公路經(jīng)過本所附近。該地區(qū)年最高氣溫38oC，年最低氣溫-25oC，最熱月平均最高氣溫26oC，最大風(fēng)速20m/s，覆冰厚度10mm，地震烈度6級。雷電日40，周圍環(huán)境基本無污染。第2章 主變壓器的選擇 主變壓器的選擇原則上可根據(jù)變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程及國網(wǎng)典型設(shè)計(jì)220kV變電站部分等規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行，主變采用油浸式、低損耗、雙繞組、三繞組或自耦、自然油循環(huán)風(fēng)冷(強(qiáng)迫循環(huán)風(fēng)冷)。位于城市中心的變電站宜采用低噪音主變。2.1 主變臺數(shù)的確定 因?yàn)楸菊径壺?fù)荷較多且為樞紐變電站，避免

8、一臺主變故障檢修時影響供電，又考慮到變電站未來510年的發(fā)展規(guī)定，所以選擇兩臺主變，保證供電可靠。 2.2 主變?nèi)萘康拇_定 每臺主變?nèi)萘康挠?jì)算方法，可按如下兩種方法計(jì)算，取其中計(jì)算容量大者去查找與其相近的額定容量值。 在短兩臺主變時，當(dāng)一臺斷開時，另一臺主變?nèi)萘靠杀ＷC70%的全部負(fù)荷，即： 式中： ：最大負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.90.95； ：網(wǎng)損率，可取10%； ：系數(shù)，70%或80%； cos：電源進(jìn)線的功率因數(shù)(或補(bǔ)的變電站高壓側(cè)的功率因數(shù))，取0.9. 式中：全部一級負(fù)荷； ：全部二級負(fù)荷； 、cos：同前面公式含義。 選取額定容量時，推薦采用系列變壓器標(biāo)稱容量，有3.0，4.0，5.0

9、，6.3，8.0，10.0，12.5，16，20，25，31.5，40，50，63，80，100，125，160，200，250MVA. .，后四種容量取值按典設(shè)推薦可取120，150，180，240MVA。2.3 主變型式選擇 330kV及以下的變電站在不受運(yùn)輸條件限制時，應(yīng)選用三相變壓器。在特殊情況下，如制造容量過大，考慮制造運(yùn)輸困難可選用單相變壓器。500kV及以上電力系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)制造、運(yùn)輸條件和可靠性的要求等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定采用三相還是單相變壓器。若采用單相變壓器組，可考慮系統(tǒng)和設(shè)備的情況，裝設(shè)一臺備用相變壓器。 具有三種電壓等級的變電站中，如通過主變各側(cè)繞組功率均達(dá)到該變

10、壓器容量為15以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，宜采用三繞組變壓器。在中性點(diǎn)接地方式允許時則應(yīng)采用自耦變壓器。 有兩種電壓與110kV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)連接的變電站可否采用自耦變壓器，要和采用三繞組變壓器綜合比較來確定。 確定有載調(diào)壓還是無載調(diào)壓方式。在電壓波動范圍大且電壓變化頻繁的變電站，如果采用無載調(diào)壓不能滿足電網(wǎng)和用戶電壓要求時，應(yīng)盡量采用有載調(diào)壓變壓器，它可帶電調(diào)分接頭，一般分接頭數(shù)目多，且調(diào)壓范圍大。 變電站主變的內(nèi)部接線組別應(yīng)保證與系統(tǒng)并網(wǎng)的要求。 冷卻方式一般采用自然油循環(huán)風(fēng)冷式，個別采用強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷式（或水冷式）。 選擇結(jié)果應(yīng)列表寫出如下參數(shù)： 型號：如SFP10

11、180000/220 三相強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷，設(shè)計(jì)序號，額定容量（kVA），額 定原邊電壓(kV)等 容量比：三繞組變壓器100/100/100%；100/100/50%；或100/50/100%。 電壓比（含分接頭）：如22081.25/121/36(10.5) kV，又如22022.5/66 kV 短路電壓：如1-214，1-325，2-39；又如13.5。 接線組別：如YNyn0d11，又如YNd11。所附套管 TA型號 變流比 準(zhǔn)確級。 本次設(shè)計(jì)中主變采用三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式雙繞組變壓器，其主要技術(shù)規(guī)范為：型號容量比(kV)電壓比(kV)接線組別空載電流(%)短路功率(kW)阻抗電壓(%)S

12、FP10180000/220 100/10022022.5/66 kVYNd1117590413.5 第3章 主接線方案擬定3.1 設(shè)計(jì)原則變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站的規(guī)劃容量，線路、主變壓器連接元件總數(shù)，設(shè)備特點(diǎn)等條件確定（對原有的變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程有所修正）電氣主接線應(yīng)綜合考慮供電安全可靠，運(yùn)行調(diào)度靈活，操作檢修方便，節(jié)省投資，便于過渡和擴(kuò)建等要求。對于可靠性較高的GIS設(shè)備，宜采用簡化接線。3.2 各級電壓等級主接線形式3.2.1 220kV最終出線回路數(shù)23回，主變?yōu)?3臺時，可采用線路變壓器組、橋形、擴(kuò)大橋形、單母線和單母分段接線；最終出線回路數(shù)410回，主變?yōu)?4臺時，可采用雙

13、母線接線或雙母線單分段接線；最終出線回路數(shù)超過10回、主變?yōu)?4臺時，宜采用雙母線雙分段接線，不設(shè)置旁路母線。3.2.2 110（66）kV最終出線回路數(shù)6回以下時，可采用單母線或單母線分段接線；最終出線回路數(shù)6回及以上時，宜采用單母線分段接線，不設(shè)置旁路母線。3.3 “典設(shè)”中各級電壓出線回路數(shù)的推薦值 220kV出線戶內(nèi)站23回，戶外站46回 110kV出線為8或10回 66kV出線為12或16回 35kV出線為10或12回 10kV出線為16或24回3.4 設(shè)計(jì)步驟3.4.1 220kV等級電壓220kV側(cè)最終出線回路數(shù)為4回，主變?yōu)?臺，考慮電壓等級高，可采用方案一：雙母線接線；方案二

14、：雙母線分段接線。方案一：雙母線接線優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠； 調(diào)度靈活； 擴(kuò)建方便； 便于試驗(yàn)； 檢修另一條母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。缺點(diǎn)：增加一組母線和使每回路就需一組母線隔離開關(guān)。當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換開關(guān)，容易誤操作。方案二：雙母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：可以分段運(yùn)行，可靠性高，縮小母線故障的停電范圍；當(dāng)一段工作母線發(fā)生故障后，知識部分短時停電，而不必全部停電。 缺點(diǎn)：投資高，增加了母聯(lián)斷路器和分段斷路器數(shù)量，配電裝置投資較大。 規(guī)程規(guī)定：110220kV出線為4回及以上時，采用雙母線接線。當(dāng)220kV進(jìn)出線回路數(shù)較多時，雙母線需要分段?？偨Y(jié)：通過上述比較，可知，220kV側(cè)宜采用雙

15、母線接線。 3.4.2 66kV等級電壓66kV側(cè)最終出線回路數(shù)6回以下時，可采用單母線接線或單母線分段接線；最終出線回路數(shù)在6回級以上時，可采用方案一：單母線分段接線；方案二：雙母線接線。方案一：單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可能從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常供電缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)檢修，該母線的回路都要在檢修期內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。方案二：雙母線接線優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠； 調(diào)度靈活； 擴(kuò)建方便； 便于試驗(yàn)； 檢修另一條母線時，不會停止對用戶連

16、續(xù)供電。缺點(diǎn)：增加一組母線和使每回路就需一組母線隔離開關(guān)。當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換開關(guān)，容易誤操作。規(guī)程規(guī)定：66kV配電裝置，當(dāng)出線超過8回，或連接電源較大、負(fù)荷較低時，采用雙母線接線66kV配電裝置，當(dāng)出線為2回及以上時，采用單母線分段接線?？偨Y(jié)：通過上述比較，可知，66kV側(cè)宜采用雙母線接線。3.5 電氣主接線圖第4章 站用變壓器及站用電接線4.1 站用變壓器的臺數(shù)、型號及容量確定站用變壓器一般都用兩臺，35、10kV多采用戶內(nèi)干式變壓器，而66kV也有采用戶外油浸式變壓器。其容量均較小，因不作站用負(fù)荷計(jì)算，故只根據(jù)變電站容量大小及變壓器冷卻方式不同進(jìn)行估算。小型站的站用變?nèi)?/p>

17、量有幾十千伏安便滿足要求（如20kVA，30 kVA，50 kVA即可），大中型站可選250 kVA，400 kVA，500 kVA，630 kVA等。如選用接地變壓器兼站用變壓器時由于消弧線圈要求容量要增大，應(yīng)在1000 kVA及以上。所選用的站用變要列表寫出型號、容量、電壓比（含分接頭）、Uk%及接線組別等，站用變一般用無載調(diào)壓變壓器。4.2 站用變電源引接方式220kV變電站站用電源引接方式有下列幾種（詳見電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊1，P110）1） 引自最低一級電壓母線居多數(shù)，大約占到40左右，盡量應(yīng)用此種方案。2） 引自最低一級電壓母線所外電源，大約占到25左右。3） 引自主變的第三繞組，

18、大約占到12.5左右。4） 引自主變第三繞組所外電源，大約占到15左右。5） 引自所外電源，大約占到7.5左右。4.3 站用變電器低壓側(cè)接線站用電系統(tǒng)采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個電源，站用變壓器低壓側(cè)多采用單母線接線方式。當(dāng)有兩臺站用變時，可用單母線分段接線方式，平時分別運(yùn)行，以限制故障范圍，提高供電可靠性。 本次設(shè)計(jì)中在66kV側(cè)裝設(shè)兩臺站用變壓器(三相油浸式自冷式銅線變壓器)型號電壓比接線組別阻抗電壓S10630/666622.5%/0.4kVDyn11%=2.5 第5章 無功補(bǔ)償配置5.1 概述 功率平衡是 保證電壓質(zhì)量的基本條件，無功平衡遵循的是分

19、（電壓）層和分（供電）區(qū)就地平衡的原則。為達(dá)到就地平衡的原則就必須分層分區(qū)進(jìn)行無功補(bǔ)償。合理的無功補(bǔ)償和有效的電壓控制，不僅保證電壓質(zhì)量而且將提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，安全性和經(jīng)濟(jì)性。5.2 無功補(bǔ)償裝置類型 普通采用并聯(lián)電容器裝置，裝設(shè)在主變的主要負(fù)荷側(cè)，可獲得顯著的無功補(bǔ)償效果，由于配套設(shè)備的原因，裝在110 kV側(cè)尚不具備條件。多采用集合式電容器成套裝置，并聯(lián)電容器裝置中的干式空芯電抗器，放電線圈，避雷器等由廠家成套供貨。在AIS型站多用戶外布置，采用全GIS站均為戶內(nèi)裝置。還有一種裝配式電容器成套裝置，用的較少。 對進(jìn)出線以電纜為主的220kV變電站，可根據(jù)電纜長度配置相應(yīng)的感性無功補(bǔ)償裝

20、置。 10（6）kV配電線路的無功補(bǔ)償。該線路上宜配置高壓并聯(lián)電容器，或者在配電變壓器低壓側(cè)配置低壓并聯(lián)電容器。電容器的安裝容量不宜過大，一般約為線路配電變壓器總?cè)萘康?%-10%，并且在線路最小負(fù)荷時，不應(yīng)向變電所到送無功。如配置容量過大，必須裝設(shè)自動投切裝置。5.3 無功補(bǔ)償容量的確定 容性無功補(bǔ)償容量，在不具備設(shè)計(jì)計(jì)算條件時，規(guī)程要求按主變?nèi)萘康?030配置。感性無功補(bǔ)償容量不應(yīng)大于變壓器容量的20（有的變電站同時配置容性和感性兩種無功補(bǔ)償裝置）。5.4 并聯(lián)電容器裝置 一般選用的檔次為：10 kV 選2000、3000、6000kVar；35（66）kV選10000、15000、200

21、00 kVar；也可選用典設(shè)推薦的每組容量值。5.5 并聯(lián)電容器分組容量和分組數(shù)本設(shè)計(jì)中66kV側(cè)裝設(shè)2組并聯(lián)電容器28000kAr，提高功率因數(shù)的意義： （1）增加電力中輸電線路的有功損耗和電能損耗。 （2）使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備容量不能充分利用。 （3）功率因數(shù)過低，還會使線路的電壓損耗增大，結(jié)果負(fù)荷端的電壓就要下降，甚至?xí)^允許偏移值。 第6章 短路電流計(jì)算6.1 短路計(jì)算的主要目的：（1） 作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備的依據(jù)校驗(yàn)動熱穩(wěn)定，選擇開關(guān)電器及載流導(dǎo)體。（2） 電氣主接線方案的比較和選擇。（3） 繼電保護(hù)的配置和整定。（4） 評價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。（5） 分析計(jì)

22、算送電線路對通訊設(shè)施的影響。6.2 短路計(jì)算的一般規(guī)定6.2.1 計(jì)算的基本情況 （1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。 （2）所有發(fā)電機(jī)都具有自動勵磁裝置（包括強(qiáng)行勵磁）。 （3）短路發(fā)生在短路電流為最大的值的瞬間。 （4）所有電源的電動勢相位相同。 （5）應(yīng)考慮對短路電流有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對異步機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流時才予以考慮。 6.2.2 接線方式 計(jì)算短路電流的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。6.2.3 短路類型 一般按三相短路計(jì)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩

23、相短路，或中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)，及自耦變壓器等回路中的單相、和兩相接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)僅計(jì)算三相短路電流，供電設(shè)選擇校驗(yàn)之用。6.2.4 短路計(jì)算點(diǎn) 在主接線圖中，選出各級電壓可能出現(xiàn)最大短路電流之點(diǎn)，作為短路計(jì)算點(diǎn)。6.2.5 短路計(jì)算方法 對無限大電源系統(tǒng)供電的三相短路電流計(jì)算法。 對非無限大電源系統(tǒng)供電的三相短路電流計(jì)算采用運(yùn)算曲線法。6.3 計(jì)算短路電流的計(jì)算步驟短路計(jì)算是電力系統(tǒng)基本計(jì)算之一，一般采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算。對于已知電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)，短路電流計(jì)算的主要步驟如下： （1）選擇短路點(diǎn)。 （2）繪出等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖），并將各元件

24、電抗統(tǒng)一標(biāo)號。 （3）化簡等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。在實(shí)用計(jì)算中采用平均額定電壓代替實(shí)際電壓，并標(biāo)明在計(jì)算圖的母線上。 （4）求計(jì)算電抗。 （5）由運(yùn)算曲線查得各電源供給短路電流周期分量的標(biāo)么值。 （6）計(jì)算無限大容量電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)么值。 （7）計(jì)算短路電流周期分量的有名值和短路容量。 （8）計(jì)算短路電流沖擊值。 （9）計(jì)算異步電動機(jī)供給的短路電流。 （10）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。6.4 短路電流水平針對具體工程要作站內(nèi)幾點(diǎn)的三相短路電流計(jì)算。但算出的各級電壓的三相短路電流有效值應(yīng)限制在如下水平，否則需

25、采取必要的限制短路電流措施，以便能夠選出相應(yīng)的電氣設(shè)備。 220kV電壓等級為40kA或50kA； 110kV電壓等級為31.5kA或40kA； 66kV電壓等級為31.5kA； 35kV電壓等級為25kA； 10kV電壓等級為20kA或25kA或31.5kA6.5 應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流的計(jì)算步驟（1）繪制等值網(wǎng)絡(luò)： 選取基準(zhǔn)功率SB和基準(zhǔn)電壓。然后取發(fā)電機(jī)電抗為，無限大容量電源的電抗為零，由于運(yùn)算曲線制作時已計(jì)入負(fù)荷的影響，等值網(wǎng)絡(luò)可以略去負(fù)荷。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算。 發(fā)電機(jī)電抗用，略去網(wǎng)絡(luò)各元件的電阻、輸電線路的電容和變壓器的勵磁支路；無限大功率電源的內(nèi)電抗等于零略去負(fù)荷。（2）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變

26、換按照電源合并的原則，將網(wǎng)絡(luò)中的電源合并成干組，每組用一個等值發(fā)電機(jī)代表。無限大功率電源另成一組。求出各等值發(fā)電機(jī)對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗以及無限大功率電源對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。 轉(zhuǎn)移阻抗：當(dāng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)消去除電源點(diǎn)與短路點(diǎn)以外的所有中間節(jié)點(diǎn)。 （3）將前面求出的轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)的等值發(fā)電機(jī)的容量進(jìn)行歸算，便得到各等值發(fā)電機(jī)對短路點(diǎn)的計(jì)算電抗。 式中：用表示計(jì)算電抗的標(biāo)幺值。為等值機(jī)的額定容量。 （4）由計(jì)算電抗的標(biāo)幺值，分別根據(jù)適當(dāng)?shù)挠?jì)算曲線找出指定時刻t各等值發(fā)電機(jī)提供的短路周期電流的標(biāo)幺值。 網(wǎng)絡(luò)中無限大功率電源供給的短路電流周期分量是不衰減的，并由下式確定。 （5）計(jì)算短路電流周期分量的有名值 第

27、i臺等值發(fā)電機(jī)提供的短路電流為： 無限大功率電源提供的短路電流為： （6）將所有的短路電流有名值相加，得到流過該短路電流的有名值。 （具體參見教材供用電系統(tǒng)157頁）。 常用公式：由Y接線變?yōu)榻泳€時 ； ； 短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)編碼之路名稱0S短路電流周期分量有名值(kA)2S短路電流有名值(kA)穩(wěn)態(tài)短路電流有名值(kA)短路電流沖擊值(kA)(2.552.7)k1220kV側(cè)4.544.524.9011.804k266kV側(cè)9.3010.3710.7324.18 第7章 電氣設(shè)備選擇7.1 電器和導(dǎo)體選擇的一般條件 7.1.1 按正常工作條件選擇電器和導(dǎo)體。 7.1.2 按短路條件校驗(yàn)

28、電器和導(dǎo)體。7.2 電器選擇的依據(jù) 主要電器選擇，根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定進(jìn)行選擇變電站的主要電氣設(shè)備選擇以國產(chǎn)設(shè)備為主。220、110、66kV配電裝置設(shè)備可采用AIS和GIS設(shè)備；35kV和10kV應(yīng)采用戶內(nèi)移動式開關(guān)柜；位于城市中心的變電站可采用小型化配電裝置設(shè)備。7.3 斷路器（QF）7.3.1 型式除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的方便。一般用6-35kV，采用真空斷路器。35-500kV選用SF6斷路器。220、110、66kV一律選用單斷口、瓷柱式SF6斷路器，要說明操動機(jī)構(gòu)類型及是否要求單相操作。35、10kV戶內(nèi)開關(guān)柜，除電容器組出線采用SF6

29、斷路器外，其它一律采用真空斷路器（主變低壓回路當(dāng)前要配進(jìn)口真空泡）。7.3.2 額定電壓的選擇 斷路器的電壓應(yīng)滿足 。為設(shè)備所在電力網(wǎng)的電壓。7.3.3 額定電流的選擇 額定電流； 考慮到發(fā)電機(jī)調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低5%時，出力不變故取7.3.4 額定開斷電流的檢驗(yàn) 額定開斷電流的檢驗(yàn)條件： 斷路器實(shí)際開斷時間t 秒時的短路全電流有效值。 當(dāng)斷路器的額定開斷電流較系統(tǒng)的短路電流大很多時，為了簡化計(jì)算可以用次暫態(tài)電流選擇： 國產(chǎn)高壓斷路器按國標(biāo)規(guī)定，開斷電流僅計(jì)入了20%的非周期分量，一般的中慢速斷路器開斷時間較長（大于0.1s），短路電流到的非周期分量衰減的很多，能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，對于快

30、速保護(hù)和高速斷路器，其開斷時間小于0.1s，當(dāng)在電源附近短路時，非周期分量可能超過周期分量的20%，需要用全電流來進(jìn)行驗(yàn)算。7.3.5 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足 對于220kV，110kV； 60 kV，35kV： 實(shí)際開斷時間=為繼電保護(hù)的保護(hù)動作時間+斷路器全開斷時間。 一般取后備保護(hù)時間；這是考慮到主保護(hù)有死區(qū)或拒動； =斷路器固有合閘時間+斷路器開斷時的電弧持續(xù)時間。 少油斷路器為0.04-0.06 s，對SF6和壓縮空氣斷路器約為0.02-0.04s。對真空斷路器是0.01s。7.3.6動穩(wěn)定校驗(yàn) 動穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足 ， 7.4 隔離開關(guān)（QS）隔離開關(guān)不能用來開斷負(fù)荷電流和短路電

31、流，在配電裝置中，主要用來檢查設(shè)備時形成明顯的斷口，還可以形成操作，切斷小電流系統(tǒng)。（相關(guān)內(nèi)容見熊181頁）。視電壓等級及配電裝置型式不同，可選用多種類型的隔離開關(guān)。單柱垂直伸縮式（如GW10），單柱垂直剪刀式（如GW6）；三柱水平伸縮式（如GW11），三柱旋轉(zhuǎn)開啟式（如GW7）；雙柱水平伸縮式（如GW11），雙柱水平開啟式（中間開啟、一端開啟），雙柱V型（如GW5）。 隔離開關(guān)的選擇除了不檢驗(yàn)開斷電流以外，其他與斷路器的選擇相同，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，對隔離開關(guān)的影響完全取決于QF的開斷時間，故數(shù)據(jù)的計(jì)算與斷路器的計(jì)算數(shù)據(jù)相同。將計(jì)算結(jié)果填入表中220kV斷路器和隔離開關(guān)選擇結(jié)果表計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器所

32、選型號LW7-220隔離開關(guān)所選型號 GW6-220UN（kV）220 kVUN（kV）220 kVUN（kV）220 kVIWmax（A）496 AIN（A）3150 AIN（A）2500 A(kA)4.54 kAINOC（A）40 A ish(kA)11.44 kAicl（kA）100 kA kA2s82.98 kA2s（kA2s）6400 kA2s（kA2s）6400 kA2sish（kA）11.44 kAiFst（kA）100 kAiFst（kA）100 kA66kV斷路器和隔離開關(guān)選擇結(jié)果表計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器所選型號LW9-63隔離開關(guān)所選型號 GW4-60UN（kV）66 kVUN（k

33、V）66 kVUN（kV）66 kVIWmax（A）1653 AIN（A）2500 AIN（A）2000 A(kA)9.30 kAINOC（A）31.5 Aish(kA)23.67 kAicl（kA）80 kA kA2s425.66 kA2s（kA2s）3969 kA2s（kA2s）3969 kA2sish（kA）23.67 kAiFst（kA）80 kAiFst（kA）100 kA填表說明：熱穩(wěn)定電流，t查熱穩(wěn)定電流時得到的。INOC額定斷流量查表得到。icl額定關(guān)合電流= iFst（極限通過電流，即動穩(wěn)定電流）。因?yàn)橐话銛嗦菲鞯亩搪逢P(guān)合電流不會大于動穩(wěn)定電流，通常取icl= iFst。7.

34、5 電流互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲得電氣一次回來信息的傳感器。互感器將高電壓，大電流按比例變成低電壓（100，100/）和小電流（5A，1A）其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護(hù)等。（1） 種類和型式的選擇 電流互感器（TA） 220、110、66kV均采用油浸式TA（亦可選用氣體絕緣式TA，當(dāng)前用得少），220kV帶6個或7個二次繞組，110、66kV一般帶4個或5個二次繞組，TA的額定二次電流為5A或1A，現(xiàn)多采用5A。注意一次繞組分為無換接，帶一次換接1：2，帶一次換接1：4，對應(yīng)的額定一次電流構(gòu)成不同值。關(guān)于每個二次繞組作用及對應(yīng)的準(zhǔn)確級有

35、所不同，其含義可查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊2P63。（2） 一次回路額定電壓和電流的選則。 一次回路額定電壓電壓和電流應(yīng)滿足 ；為確保所供儀表的準(zhǔn)確性，電流互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。 （3） 準(zhǔn)確級和額定容量的選擇。 為了保證測量儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供儀表的準(zhǔn)確級。裝于重要回路（如發(fā)電機(jī)，調(diào)相機(jī)，變壓器和廠用饋線，出線等回路）的電流互感器的準(zhǔn)確級不應(yīng)低于0.5級；對測量精度要求高的大容量發(fā)電機(jī)，變壓器系統(tǒng)干線，宜用0.2級；對供運(yùn)行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤上儀表的電流互感器應(yīng)為0.5-1級；供只須估計(jì)電參數(shù)儀表的電流互感器可用3級。當(dāng)所供儀表要求

36、不同準(zhǔn)確級時，應(yīng)按相應(yīng)最高級別來確定電流互感器的準(zhǔn)確級。 （4） 校驗(yàn)項(xiàng)目 動穩(wěn)定校驗(yàn)：電流互感器常以允許通過的一次額定電流最大值的倍數(shù)KF表示其內(nèi)部動穩(wěn)定能力，按下式校驗(yàn)：式中：一次額定電流的有效值； 動穩(wěn)定電流倍數(shù)。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：電流互感器常以1s允許通過的一次額定電流的倍數(shù)Kth表示，熱穩(wěn)定能力，按下式校驗(yàn)： （5） 選擇結(jié)果表220kV 側(cè)型號技術(shù)參數(shù)額定電流比準(zhǔn)確級LB1220W12750/5A5P20/5P25/5P20/5P20/5P20/0.2S40100（3S）66kV 側(cè)型號技術(shù)參數(shù)額定電流比準(zhǔn)確級LWC602300/5A5P20/5P20/5P20/0.215075（1S

37、）7.6 電壓互感器的選擇 （1） 按裝置種類和型式選擇 分類：主要分為電磁式和電容分壓式兩種。電壓互感器的裝置種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇。對于35kV配電裝置，宜采用電磁式電壓互感器；對于110kV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。220、110kV均采用電容式TV，母線上三相裝設(shè)，出線上單相（A相）裝設(shè)。66kV及以下的采用電磁式TV。各級電壓級TV帶有24個二次繞組，它們電壓比、用途及準(zhǔn)確級有所區(qū)別，其含義可查電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊2P74。 （2） 一次回路電壓選擇 為了保證電壓互感器的安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電

38、網(wǎng)電壓應(yīng)滿足下列條件： （3） 二次繞組和電壓選擇 電壓互感器二次繞組數(shù)量按所供給儀表和繼電器的要求確定。電壓互感器二次回路額定電壓必須滿足繼電保護(hù)裝置和測量用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求。 （4） 按準(zhǔn)確級選擇 在選擇時，應(yīng)首先根據(jù)繼電保護(hù)裝置和測量用標(biāo)準(zhǔn)儀表的接線要求，再按照所接儀表的準(zhǔn)確級選擇電壓互感器的準(zhǔn)確級。 （5） 選擇結(jié)果表電壓等級型號電壓比準(zhǔn)確級220k母線側(cè)TYD-0.01H/0.2/0.566kV母線側(cè)JCC5-60kV/660.2/0.57.7 避雷器的選擇 各電壓等級的避雷器均采用國產(chǎn)氧化鋅避雷器，按GB110322000交流無間隙金屬氧化物避雷器進(jìn)行選擇。220、110、66、35

39、、10kV氧化鋅避雷器主要技術(shù)參數(shù)可仿典設(shè)之表94、表96、表446、表98、表247等格式列出，其中各參數(shù)含義可參見教材高電壓技術(shù)。 （1）按額定電壓選擇 220kV系統(tǒng)最高電壓為252kV，取避雷器對地電壓為0.75Um=0.75252=189kV ，取避雷器的額定電壓為220kV，故滿足額定電壓的要求。 （2）按持續(xù)運(yùn)行電壓選擇 220kV系統(tǒng)相電壓為252/=145kV，查表二選Y/W5200/520型無間隙氧化鋅避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓有效值為146kV，故滿足持續(xù)運(yùn)行電壓的要求。 （3）按標(biāo)稱放電電流選擇 220kV氧化鋅避雷器標(biāo)稱放電電流選10kA。 （4）按雷電沖擊殘壓選擇 查表三得

40、220kV變壓器額定雷電沖擊（內(nèi)外絕緣）耐受電壓（峰值）850kV按式Uble算避雷器標(biāo)稱放電電流引起的雷電沖擊殘壓為Uble=kV=607kVUble 避雷器額定雷電沖擊電流下殘壓峰值，單位kV；BIL 各類設(shè)備絕緣全波雷電沖擊耐壓水平，單位kV，由表三查取；Kc 雷電沖擊絕緣配合因數(shù)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)取Kc=1.4； 查表二得Y/W5200/520型氧化鋅避雷器雷電沖擊電流殘壓（峰值）不大于520kV，該值小于607kV，故選擇的氧化鋅避雷器滿足雷電沖擊殘壓的要求。將結(jié)果標(biāo)于表中220kV 電壓等級（母線和線路）型號Y10W1200/520額定電壓（kV；有效值）204 kV雷擊沖擊（8120

41、s）10kA殘壓（kV，等值）532 kV66kV電壓側(cè)型號Y(10)W196/235額定電壓（kV，有效值）96 kV雷擊沖擊（8120s）10kA殘壓（kV，峰值）238 kV7.8 導(dǎo)體的選擇7.8.1 原則 導(dǎo)體的選擇原則：1）母線的載流量按規(guī)劃遠(yuǎn)期最大穿越功率考慮，按發(fā)熱條件校驗(yàn)。2）各級電壓設(shè)備間連線按回路通過最大電流考慮，按發(fā)熱條件校驗(yàn)。3）母聯(lián)回路導(dǎo)體選擇按主母線穿越電流的70考慮。4）220kV出線回路導(dǎo)體截面按不小于送電線路截面考慮。5）110kV及以上電壓級導(dǎo)體截面應(yīng)進(jìn)行電暈校驗(yàn)。6）主變回路導(dǎo)體由經(jīng)濟(jì)電流密度控制。7）主母線選型：對于戶外支持式或懸吊式管母線分相中型布置

42、，采用鋁鎂合金，圓管導(dǎo)體（LDRE型），對于其它戶外配電裝置均采用鋼芯鋁絞線（含復(fù)導(dǎo)線及擴(kuò)經(jīng)空芯導(dǎo)線），設(shè)備之間連接線也采用鋼芯鋁絞線。8）戶內(nèi)配電裝置的母線連接線及主變低壓側(cè)回路多采用硬導(dǎo)體，一般采用矩形、雙槽形、圓管型母線。9）硬母線回路正常工作電流4000A及以下的一般采用矩形導(dǎo)體，在40008000A時，一般選用槽形導(dǎo)體。7.8.2 選擇校驗(yàn) （1）匯流母線及斷續(xù)運(yùn)行或長度在20m以下的母線按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇IkI (k=) （2）其它按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面S= I/j （3）母線由長期允許電流控制，（或按最大持續(xù)工作電流選擇）；主變壓器：由經(jīng)濟(jì)電流密度控制；母聯(lián)：由長期允

43、許電流控制。第8章 電氣布置及配電布置8.1 電器設(shè)備布置根據(jù)方案，220kV屋外配電裝置采用軟母線隔離開關(guān)分相中型單列布置，66kV屋外配電裝置采用軟母線普通中型單列布置，220kV和66kV配電裝置平行布置，出線方向180，主變壓器布置在220kV配電裝置和66kV配電裝置的中間。8.2 配電裝置布置配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測量電器，母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來接受和分配電能。配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。配電裝置的設(shè)計(jì)原則：1）節(jié)約用地；2）運(yùn)行安全和操作巡視方便；3）考慮檢修和安裝條件；4）保證導(dǎo)體

44、和電器在污穢、地震和高海拔地區(qū)的安全運(yùn)行；5）節(jié)約三材，降低造價(jià)；6）安裝和擴(kuò)建方便。本變電所二個電壓等級：即220kV、66kV，根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊規(guī)定，66kV及以上多為屋外配電裝置，故本所220kV采用屋外配電裝置，66kV采用屋外配電裝置。根據(jù)電氣設(shè)備出線布置的高度，屋外配電裝置可分為高型、半高型、中型。220kV屋外配電裝置采用軟母線隔離開關(guān)分相中型布置，66kV屋外配電裝置采用軟母線普通中型布置。 220/66kV變電所電氣部分設(shè)計(jì)計(jì)算書第1章 主變壓器的選擇1.1 主變?nèi)萘康拇_定1.1.1 在選擇兩臺主變時，當(dāng)一臺斷開時，另一臺主變?nèi)萘靠杀ＷC70%的全部負(fù)荷。 138.6（

45、MW）1.1.2 在選擇兩臺主變時，一臺容量應(yīng)滿足全部一級負(fù)荷和在部分二級負(fù)荷需要，即 主變?nèi)萘繛?59.56471MVA1.1.3 選擇額定容量時，推薦采用系列變壓器標(biāo)稱容量，按典設(shè)推薦可取120，150，180，240MVA。根據(jù)要求本站應(yīng)選180MVA，具體參數(shù)如下：型號容量比（kV） 電壓比（kV）接線組別空載損耗（KW）短路功率（KW）阻抗電壓（%）SFP10 180000/220100/10022022.5/66 kVYNd1117590413.5第2章 短路電流計(jì)算 2.1 網(wǎng)絡(luò)等值電路2.2 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算2.2.1 系統(tǒng)參數(shù)：TS900/135-56型水輪發(fā)電機(jī)參數(shù) QFQS/

46、200-2型汽輪發(fā)電機(jī)參數(shù) SFPSL-260000/220型雙繞組變壓器 SSP-360000/220型雙繞組變壓器 線路 2.2.2 短路電流標(biāo)幺值 標(biāo)幺值=實(shí)際值基準(zhǔn)值 選取基準(zhǔn)值 （1）水輪機(jī)： 汽輪機(jī)： （2）變壓器： （3）架空線路： （4）雙繞組變壓器： 式中：水輪機(jī)發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值； ：汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值； ：SFPSL260000/220kV型變壓器電抗標(biāo)幺值； ：SSP360000/220kV型變壓器電抗標(biāo)幺值； ：200km架空線路電抗標(biāo)幺值； ：140 km架空線路電抗標(biāo)幺值； ：120 km架空線路電抗標(biāo)幺值；2.3 短路電流的標(biāo)幺值與有名值 2.3.1 系統(tǒng)在點(diǎn)

47、短路（220kV側(cè)） 式中：4臺水輪機(jī)和4臺變壓器的總電抗標(biāo)幺值； ：3臺汽輪機(jī)和3臺變壓器的總電抗標(biāo)幺值； ：2條140km架空線路的總電抗標(biāo)幺值； ：2條120km架空線路的總電抗標(biāo)幺值。式中：、是、變Y相對應(yīng)的電抗標(biāo)幺值。式中：和串聯(lián)的電抗標(biāo)幺值之和； ：和串聯(lián)的電抗標(biāo)幺值之和。式中：、是、Y變的電抗標(biāo)幺值。水輪機(jī)和汽輪機(jī)的計(jì)算電抗分別為：短路電流有名值： 數(shù)據(jù)電源計(jì)算電抗短路電流標(biāo)幺值短路電路有名值（kA）水輪機(jī)0.40812.682.582.751.421.371.46汽輪機(jī)0.57391.761.781.943.123.153.44總和4.544.524.902.3.2 系統(tǒng)在點(diǎn)短路（66kV側(cè)） 由圖5得式中：兩臺主變壓器