110kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)

1、邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I內(nèi)容提要深入分析研究目前在接地工程中主要采用的降阻措施以及它們的作用，適用場(chǎng)所和應(yīng)該注意的問題，如外延接地，深井接地，接地降阻劑，水下地網(wǎng)和自然接地體的利用。采用技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析方法，具體工程，具體對(duì)待，在保證設(shè)備和人身安全的前提下，結(jié)合地質(zhì)，地勢(shì)情況，土壤電阻率分布以及具體的工程要求，確定合理的措施和方法達(dá)到接地網(wǎng)降阻的目的。關(guān)鍵詞：降阻劑；短路電流；接地電阻；接地網(wǎng)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IISummaryIn-depth analysis in engineering research is currently in the mainly adopts the g

2、rounding resistance reduction measures and their function, application places and should pay attention to the problems, such as grounding, deep well grounding, extensional grounding resistance reduction agent, underwater earth network and the use of natural grounding body. Using technology and econo

3、mic analysis method, the concrete engineering, specific treat, ensure equipment and personal safety, combining with the premise, geology, the topography soil resistivity distribution and specific engineering requirements, the determination of reasonable measures and methods to achieve the purpose of

4、 ground net.through introducing dray reduction.Keywords: drop photoresist; Short-circuit current; Grounding resistance; Ground net.through introducing邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄內(nèi)容提要.Summary.第一部分 設(shè)計(jì)說明書1 原始資料.12 變壓器選擇.32.1 主變壓器選擇.32.2 站用變壓器選擇.63 電氣主接線設(shè)計(jì).73.1 主接線設(shè)計(jì)的原則和要求.73.2 主接線基本接線方式.83.3 主接線設(shè)計(jì)步驟.93.4 本站主接線設(shè)計(jì)方案.

5、124 路電流計(jì)算短.134.1 短路電流計(jì)算概述.134.2 常見短路電流計(jì)算.154.3 短路電流計(jì)算結(jié)果.175 高壓電器設(shè)備選擇.185.1 電氣設(shè)別選擇一般條件.185.2 高壓斷路器的選擇.195.3 隔離開關(guān)的選擇.205.4 互感器的選擇.215.5 絕緣子的選擇.215.6 母線的選擇.236 配電裝置設(shè)計(jì).247 防雷保護(hù)設(shè)計(jì).25第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書8 負(fù)荷計(jì)算.26邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8.1 主變壓器負(fù)荷計(jì)算.268.2 站用變壓器負(fù)荷計(jì)算.279 短路電流計(jì)算.289.1 短路電流標(biāo)幺值的計(jì)算.289.2 短路電流有名值的計(jì)算.3510 電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)計(jì)算.3

6、810.1 高壓斷路器選擇及校驗(yàn)計(jì)算.4010.2 隔離開關(guān)選擇及校驗(yàn)計(jì)算.4110.3 互感器選擇及校驗(yàn)計(jì)算.4210.4 支持絕緣子選擇及校驗(yàn)計(jì)算.4310.5 母線選擇及校驗(yàn)計(jì)算.4611 防雷保護(hù)計(jì)算.47結(jié)論.48參考文獻(xiàn).49附錄.50致謝.51邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第一部分 設(shè)計(jì)說明書1 原始資料（1）建站的必要性：為適應(yīng)某縣區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，滿足電力用戶需求，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，擬建一座110kV變電站。（2）本站電壓等級(jí)：110/35/10kV（3）系統(tǒng)接入方案及電源情況：110kV火電廠系統(tǒng)變110kV35kV系統(tǒng)變待建110kV站10.18km8.19km6.16km 圖1

7、.1 系統(tǒng)接入方案電路圖與本所連接的系統(tǒng)電源共有3個(gè)，其中110kV兩個(gè)，35kV一個(gè)，如下所示：110kV系統(tǒng)變電所：該所電源容量為200MVA，在該所110kV側(cè)母線上的短路容量為634MVA，該所與本站的距離為8.19km，以一回線路與本所連接。升壓到母線電壓110kV側(cè)火電廠：該廠距離本所10.2km，裝有3臺(tái)機(jī)組和兩臺(tái)主變，以一回線路與本所連接,該廠裝機(jī)容量和主變參數(shù)如表1.1所示。 表 1.1 火電廠裝機(jī)容量和主變參數(shù)35kV系統(tǒng)變電所：該所電源容量視為無限大，在該所35kV側(cè)母線上的短路容量為250MVA，該所與本站的距離為6.16km，以一回線路與本站連接。裝機(jī)容量參數(shù)主變壓器

8、參數(shù)325MW cos=0.8 260MVA 121/38.5/10.5kV 14. 0*dXkVe5 .10U 17%21dU6%32dU5 .10%13dU邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2（4）本站相關(guān)負(fù)荷資料:本站3個(gè)電源,在正常運(yùn)行時(shí),主要是由兩個(gè)110kV級(jí)電源供電給本站。35kV變電所與本站相連的線路傳輸功率較小，為聯(lián)絡(luò)用。當(dāng)3個(gè)電源中的某一電源出現(xiàn)故障，不能供電給本所時(shí)，系統(tǒng)通過調(diào)整運(yùn)行方式，基本上能滿足本站重要負(fù)荷的用電。110kV側(cè)出線共4回，其中備用2回。35kV側(cè)出線共6回，其中備用2回,4回出線回路及傳輸容量如表1.2所示。表 1.2 35kV 側(cè)出線回路及傳輸容量10kV側(cè)

9、出線共8回，其中備用2回,6回出線回路及傳輸容量如表1.3所示。 表 1.3 10kV 側(cè)出線回路及傳輸容量（5）變電站站址選擇:當(dāng)?shù)刈罡邭鉁?0，最低氣溫-5，最高月平均氣溫34，年平均溫度25，站址海拔高度700m，占地9275m，地勢(shì)平坦寬闊，附近無高山，交通運(yùn)輸方便，站址排水系統(tǒng)良好，具有較強(qiáng)的防洪、抗震能力。（6）其它參數(shù):本變電站自用負(fù)荷約為60kVA，負(fù)荷功率因數(shù)均取cos=0.85，負(fù)荷同期率回路名稱 容量（MW） 距離（km ） 備注本變化肥廠 3.5 15 類負(fù)荷本變養(yǎng)殖廠 4.3 13 類負(fù)荷本變制藥廠 1.8 5 類負(fù)荷本變郭村變 7 4 類負(fù)荷回路名稱 容量（MW）

10、距離（km ） 備注本變紡織廠 1.15 2.5 類負(fù)荷本變電子廠 0.6 1.9 類負(fù)荷本變木料廠 0.4 1.86 類負(fù)荷本變食品廠 0.8 1.56 類負(fù)荷 本變飲料廠 1.05 1.67 類負(fù)荷本變面粉變 0.3 2.6 類負(fù)荷邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3，計(jì)算過程中一律取網(wǎng)損率為5%，計(jì)算基本任務(wù)為系統(tǒng)當(dāng)前水平年，阻抗9 . 0Kt標(biāo)幺值按基準(zhǔn)值為=100MVA，來進(jìn)行計(jì)算。jSavjUU 2 變壓器的選擇 在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)

11、展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量選的過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器容量是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。2.1 主變壓器的選擇2.1.1 變壓器容量及臺(tái)數(shù)的選擇主變?nèi)萘恳话惆醋冸娬窘ǔ山谪?fù)荷510年規(guī)劃選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期1015年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，從長遠(yuǎn)利益考慮，本站應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性

12、質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。所以每臺(tái)變壓器的額定容量按（為變電所最大負(fù)荷，見計(jì)mnPS7 . 0mP算說明書第8章）選擇，即=0.724460.7=17.12kVA這樣當(dāng)一臺(tái)變壓器停用nS時(shí)，也保證70%負(fù)荷的供電。由于一般電網(wǎng)變電所大約有25%的非重要負(fù)荷，因此采用式來計(jì)算主變?nèi)萘繉?duì)變電所保證重要負(fù)荷來說是可行的。通過計(jì)算mnPS7 . 0本變電站可選擇額定容量為20M的主變壓器。為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，電站中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)

13、三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)也增加了配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來維護(hù)和倒閘操作的復(fù)雜化?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小，且適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長以及擴(kuò)建，故本變電站選邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4擇兩臺(tái)主變壓器完全滿足要求。2.1.2 主變壓器相數(shù)的選擇容量為300MW及以下機(jī)組單元連接的主變壓器和330kV及以下的電力系統(tǒng)中，一般都選擇三相變壓器。但是在選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來選擇。本次設(shè)計(jì)的變電所，站址海拔高度700m，占地9275m，地勢(shì)平坦寬闊，附近無高山，交通運(yùn)輸方便，站址地勢(shì)較高，排水系統(tǒng)

14、良好，具有較強(qiáng)的防洪抗震能力。故本次設(shè)計(jì)的變電站選用三相變壓器。2.1.3 主變壓器繞組與結(jié)構(gòu)的選擇在具有三種電壓等級(jí)的變電所中，如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。而本變電站具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及占地面積等因素，該站選擇普通三繞組變壓器。生產(chǎn)制造中的三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器幾種類型。（1）自耦變壓器：短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流增大，以及干擾繼電保護(hù)和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電

15、的聯(lián)系，所以，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過電壓時(shí)，它有可能通過串聯(lián)繞組進(jìn)入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時(shí)，它同樣進(jìn)入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓。自耦變壓器，高中壓側(cè)的零序電流保護(hù)，應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過濾器上。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所所需裝設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺(tái)自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會(huì)影響調(diào)度的靈活性和零序保護(hù)的可靠性，由原始資料可知不宜選擇自耦變壓器。（2）分裂變壓器：分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20%。分裂變壓器中對(duì)兩端低壓母線供電時(shí)，如果兩端負(fù)荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損

16、耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所，受功端的負(fù)荷大小不等，故不選擇分裂變壓器。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5（3）三繞組變壓器：價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器之間，安裝以及調(diào)試靈活，供電可靠性高，滿足各種繼電保護(hù)的需求，又能滿足調(diào)度的靈活性。 2.1.4 主變壓器接線組別及調(diào)壓方式的選擇通過計(jì)算可選擇型號(hào)為SFSL720000/110型的變壓器，選擇容量比為100/100/50。（計(jì)算過程見8.1節(jié)主變?nèi)萘窟x擇） 。變壓器三相繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行，所以選擇接線組別為：YN，yn0，d11。調(diào)壓方式分為

17、無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種類型：不帶電切換稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在5%以內(nèi)；帶負(fù)荷切換稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格昂貴。對(duì)于有特殊要求的場(chǎng)合，如要求變壓器二次側(cè)電壓維持在一定水平時(shí)，或要求母線電壓恒定時(shí)才使用。由于本變電站所帶負(fù)荷等級(jí)較低，電壓波動(dòng)較小，故本變電站選擇普通三繞組無激磁調(diào)壓變壓器即可滿足要求。2.1.5 主變壓器冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。（1）自然風(fēng)冷卻：依靠裝在變壓器油箱上的片狀或管形輻射式冷卻器及電動(dòng)風(fēng)扇散發(fā)熱量的自然風(fēng)冷卻及強(qiáng)迫風(fēng)冷卻，適用于中、小型變壓器。（2）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻：

18、雖然有散熱效率高、 、減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn)。但它須有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。 （3）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻：實(shí)用于大型變壓器高效率的冷卻方式。本設(shè)計(jì)主變?yōu)橹行妥儔浩?，發(fā)熱量不大，況且本變電站地勢(shì)平坦，通風(fēng)條件好，為充分利用現(xiàn)有資源可選用自然風(fēng)冷卻方式。綜上所述，本變電站選擇三繞組無激磁調(diào)壓自然風(fēng)冷卻方式型號(hào)為SFSL720000/110型的變壓器2臺(tái)，容量比選擇為100/100/50，具體參數(shù)如表2.1所示。表 2.1 主變壓器技術(shù)參數(shù)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6型號(hào)SFSL720000/110聯(lián)接組標(biāo)號(hào)YN，yn0，d11額定容量(kVA)20000空載

19、電流(%)4.1空載損耗（kW）50.2高中 高低 中低短路損耗（kW）150.7 13194.5高壓 中壓低壓額定電壓(kV)%25. 18110 %5 . 225 .3810.5高中 高低 中低阻抗電壓(%)10.5 17.56.52.2 站用變壓器選擇變電站的站用負(fù)荷，一般都比較小，其可靠性要求也不如發(fā)電廠那樣高。變電站的主要負(fù)荷是變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中的充電裝置和硅整流設(shè)備、油處理設(shè)備、檢修工具以及采暖、通風(fēng)、照明、供水等。查電氣工程低壓電器設(shè)備手冊(cè)得變電站的站用負(fù)荷參數(shù)如表2.2所示1。表2.2 站用變常用負(fù)荷參數(shù) 這些負(fù)荷容量都不太大，因此變電站的站用電壓只需0.4kV一級(jí) 用

20、動(dòng)力與照明混合供電方式。380V站用電母線可采用低壓斷路器（即自動(dòng)空氣開關(guān)）或閘刀進(jìn)行分段，并以低壓成套配電裝置供電。通過計(jì)算變電站的站用負(fù)荷容量為85.14kVA（見設(shè)計(jì)計(jì)算書第8.2節(jié)），故選用兩臺(tái)型號(hào)為S9100/10的變壓器即可滿足要求。站用變壓器參數(shù)如表2.3 所示。表2.3 站用變壓器技術(shù)參數(shù)型號(hào)S9-100/10聯(lián)接組標(biāo)號(hào) Y，yn0序號(hào)名稱臺(tái)數(shù) 運(yùn)行容量（kVA）1 充電機(jī) 1 44.82 室內(nèi)通風(fēng)機(jī) 1 7.53通訊 4 3.6 4遠(yuǎn)動(dòng)裝置 2.25 照明、采暖 34.22邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7額定容量(kVA)100空載電流(%)2空載損耗（kW）0.29短路損耗（kW

21、）1.5阻抗電壓(%)4 高壓 低壓額定電壓(kV) 10 0.43 電氣主接線設(shè)計(jì)變電站是聯(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。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來。電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)2。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。3.1 主接線設(shè)計(jì)的原則及要求主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設(shè)計(jì)的首要

22、部分。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電、變電、輸電和用電在同一時(shí)刻完成，所以主接線設(shè)計(jì)的好壞，直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。為此，主接線的設(shè)計(jì)必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析相關(guān)因素，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠3。電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電安全可靠、運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)美觀等基本要求下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）83

23、.2 主接線的基本接線方式主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，它以電源和出線為主體。由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?，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(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建，下面介紹幾種常用的主接線方式。（1）單母線接線：單母線接線雖然接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。（2）單母分段：用斷路器，把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故

24、障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電。當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。（3）單母分段帶旁路母線:這種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓等級(jí)為35110kV的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。（4）一個(gè)半斷路器（3/2）接線:兩個(gè)元件引線用三臺(tái)斷路器接往兩組母上組成一個(gè)半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性，且投資大，一般在超高壓電

25、網(wǎng)中使用。（5）雙母接線:雙目接線有兩組母線，并且可以相互備用。每一電源和出線的回路，都裝有一臺(tái)斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線相連。它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且檢修另一母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連續(xù)供電。但在檢修某線路的斷路器時(shí)，如果不裝設(shè)“跨條” ，則該回路在檢修期需要停電。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9（6）橋形接線：當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，宜采用橋形接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。內(nèi)橋接線：在線路故障或切除、投入時(shí)，不影響其他回路工作，且操作簡單；而變壓器故障或切除、投入時(shí)，要使相應(yīng)線路短時(shí)停電，且操作復(fù)雜。適合于輸電線路較長，故障機(jī)率

26、較多而變壓器又不需經(jīng)常切除的情況4。 外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。3.3 主接線的設(shè)計(jì)步驟 電氣主接線的具體設(shè)計(jì)步驟如下：（1）分析原始資料，對(duì)變電站主變?nèi)萘?、電力系統(tǒng)情況、負(fù)荷情況 、環(huán)境條件 、設(shè)備選擇等情況進(jìn)行分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。（2）擬定主接線方案，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，可擬定若干個(gè)主接線方案，因?yàn)閷?duì)出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、主變?nèi)萘俊⑷萘恳约澳妇€結(jié)構(gòu)等考慮不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案。（3）短路電流計(jì)算，對(duì)擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。（4）主要高壓電器設(shè)備選擇（5）繪制電氣主接線

27、圖，將最終確定的主接線圖，按工程要求繪制。3.4 本變電站電氣主接線設(shè)計(jì)3.4.1 110kV壓側(cè)接線由原始資料可知，在正常運(yùn)行時(shí)，本變電站110kV側(cè)主要是由110kV系統(tǒng)變和110kV火電廠兩個(gè)電源來供電，35kV變電所與本站相連的線路傳輸功率較小，為聯(lián)絡(luò)用,所以必須考慮其可靠性。35110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，35110kV線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線路變壓器組或單母接線。超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、雙母線或單母分段的接線。在采用單母線、單母線分段或雙母線的35110kV主接線中，當(dāng)不邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。本變電站110kV側(cè)線路共有4

28、回，其中出線2會(huì)，備用2回，可選擇雙母線接線或單母線分段接線兩種方案，如圖3.1 所示。110kV110kV 方案一 方案二圖3.1 110kV電壓側(cè)接線方案方案一供電可靠、運(yùn)行方式靈活，但是倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，占地面積大，設(shè)備多，投資大。方案二簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，但是運(yùn)行可靠性和靈活性比方案一稍差。本變電站為地區(qū)性變電站，火電廠和系統(tǒng)變可以滿足地區(qū)負(fù)荷的需要，基本不需要外系統(tǒng)支援，采用方案二能夠滿足本變電站110kV側(cè)對(duì)供電可靠性的要求，故選用投資小、節(jié)省占地面積的方案二。設(shè)置旁路設(shè)施的目的是為了減少在斷路器檢修時(shí)對(duì)用戶供電的影響。裝設(shè)SF6斷路

29、器時(shí)，因斷路器檢修周期可長達(dá)510年甚至20年，可以不設(shè)旁路設(shè)施。本變電站110kV側(cè)采用SF6斷路器，不設(shè)旁路母線。所以110kV側(cè)采用方案二單母線分段接線。3.4.2 35kV電壓側(cè)接線本變電站35kV側(cè)線路有6回，可選擇雙母線接線或單母線分段帶旁路母線接線兩種方案，如圖3.2所示。方案一供電可靠、調(diào)度靈活，但是倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，占地面積大，設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜，投資大。方案二簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，旁路斷路器可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要回路特別是類負(fù)荷不停電。且方案二具有良好的經(jīng)濟(jì)性，供電可靠性也能滿足要求。邵陽學(xué)院畢

30、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1135kV35kV 方案一 方案二圖3.2 35kV電壓側(cè)接線方案方案二為單母線分段帶旁路母線接線，當(dāng)檢修出線斷路器時(shí)可不停電，因其進(jìn)行了分段且是斷路器分段，所以當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，可以保證正常段母線不間斷供電，因?yàn)樵O(shè)置旁路母線，可以保證、類用戶用電要求，同時(shí)它結(jié)構(gòu)簡單清晰，運(yùn)行也相對(duì)簡單，便于擴(kuò)建和發(fā)展。它投資小，費(fèi)用低，運(yùn)行可靠性和靈活性比方案一好，可以滿足35kV側(cè)用戶的要求。故35kV 側(cè)接線采用方案二。3.4.3 10kV電壓側(cè)接線35110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，610kV側(cè)宜采用單母線分段，線路為12回及以上時(shí)，亦可采用雙母線。當(dāng)不允

31、許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。本變電站10kV側(cè)線路為8回，可采用雙母線接線或手車式高壓開關(guān)柜單母線分段接線兩種方案，如圖3.3 所示。方案一一般用于出線較多，輸送和穿越功率較大，供電可靠性和靈活性要求較高的場(chǎng)合，設(shè)備多，投資和占地面積大，配電裝置復(fù)雜，易誤操作。方案二簡單清晰，調(diào)度靈活，不會(huì)造成全站停電，能保證對(duì)重要用戶的供電，設(shè)備少，投資和占地少。手車式斷路器的出現(xiàn)和運(yùn)行成功，斷路器檢修問題可不用復(fù)雜的旁路設(shè)施來解決，而用備用的手車斷路器來替代需要檢修的工作的手車斷路器。 10kV 10kV邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12方案一 方案二圖3.3 10kV電壓側(cè)接線方案通過以上的分析可知所

32、選方案具備以下優(yōu)點(diǎn)：110kV側(cè)采用單母線分段接線簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，況且本變電站基本不需要外系統(tǒng)支援，本變電站110kV側(cè)采用SF6 斷路器，不設(shè)旁路母線。單母線分段接線能夠滿足本變電站110kV側(cè)對(duì)供電可靠性、安全性的要求。35kV側(cè)采用單母線分段帶旁母接線，簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，旁路斷路器可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要回路特別是類負(fù)荷不停電。且有良好的經(jīng)濟(jì)性，供電可靠性也能滿足要求。10kV側(cè)采用單母線分段接線，在這種接線方式下，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，不致造成另一段母線也同時(shí)停電，縮小了

33、停電范圍。而本站10kV側(cè)出線多，很適合采用單母線分段接線，這樣就能保證本級(jí)類負(fù)荷的要求。綜上所述,本變電站主接線如圖3.4所示。110kV10kV#1主變#2主變#1站用變#2站用變35kV 圖3.4 電氣主接線簡圖總而言之，從圖3.4可以得知：110kV側(cè)采用單母線分段接線簡單清晰，操邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，為以后的發(fā)展和擴(kuò)建奠定了基礎(chǔ)。35kV側(cè)采用單母線分段帶旁路接線，當(dāng)檢修出線斷路器時(shí)可不停電，因?yàn)檫M(jìn)行分段且是斷路器分段，所以當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，可以保證正常段母線不間斷供電，因?yàn)樵O(shè)置旁路母線，可以保證、類用戶用電要求，同時(shí)它結(jié)構(gòu)簡

34、單清晰，運(yùn)行也相對(duì)簡單，便于擴(kuò)建和發(fā)展。10kV側(cè)采用單母線分段接線，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，不致造成另一段母線也同時(shí)停電，縮小了停電范圍。所以說本變電站的電氣主接線設(shè)計(jì)是在立足于眼前，兼顧遠(yuǎn)期發(fā)展的基礎(chǔ)上完成的，完全可以滿足用戶供電要求和以后的擴(kuò)建發(fā)展。4 短路電流計(jì)算電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的破壞多半是由短路故障引起的。發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)從一種運(yùn)行狀態(tài)劇變到另一種運(yùn)行狀態(tài)，并伴隨產(chǎn)生復(fù)雜的暫態(tài)現(xiàn)象。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況6。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相短路。其中，三相短路是對(duì)稱

35、短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對(duì)稱短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。但三相短路情況最嚴(yán)重，破壞最大，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我采用三相短路來計(jì)算，以此為依據(jù)選擇和檢驗(yàn)電氣設(shè)備，以保證其安全可靠。4.1 短路電流計(jì)算邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）144.1.1 短路電流計(jì)算目的（1）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算，以此為依據(jù)。（2）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接

36、線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算7。（3）為了合理配置各種繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算、接地裝置的設(shè)計(jì)等，必須對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析。（4）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。4.1.2 短路電流計(jì)算的一般規(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)按工程的設(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（一般為本期工程建成后510年） 。確定短路電流計(jì)算時(shí)，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)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。（2）選擇導(dǎo)體和電器

37、用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。（3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按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)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。4.1.3 短路電流計(jì)算的步驟在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常采用實(shí)用計(jì)算曲線法。其具體計(jì)算步驟如下（1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算到同一基準(zhǔn)容量下；（2）繪制等值網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換；（3）選擇短路點(diǎn)；（4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)

38、幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值；（5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值：短路容量： ( 4.1)IVjS 3短路電流沖擊值: (4.2)IIcj 55. 2（6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果。具體短路電流計(jì)算詳見計(jì)算說明書。4.2 短路類型及其計(jì)算方法電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的幾種形式的短路類型及其計(jì)算方法是如下：（1）三相短路電流的計(jì)算： (4.3)*1)3(*1XId其有名值為： (4.4) jddIII)3(*)3(系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流標(biāo)幺值)3(*dI系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流有名值)3(dI歸算到短路點(diǎn)的綜合正序等值電抗。*1X以下為簡便起見，省略下標(biāo) * 。（2）兩

39、相短路電流的計(jì)算： (4.5)21)2(13XXId歸算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗2X兩相短路時(shí)短路點(diǎn)的全電流)2(dI其各序分量電流值為： (4.6) 21)2()2(11XXIIdd分別為兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)短路電流的正負(fù)序分量)2(2)2(1,ddII邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16（3）兩相接地短路電流計(jì)算： (4.7) )1 , 1(120202)1 , 1()(13ddIXXXXI 兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)故障相全電流)1 , 1(dI 兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)的正序電流分量)1 , 1(1dI (4.8) 011)1 , 1(1/1XXXId (4.9) 200)1 , 1(1)1 , 1(2

40、XXXIIdd (4.10) 202)1 , 1(1)1 , 1(0XXXIIdd分別為兩相接地短路時(shí)的負(fù)序和零序電流分量。)1 , 1(0)1 , 1(2,ddII（4）單相接地短路電流的計(jì)算：短路點(diǎn)各序分量電流為： (4.11) 01) 1 (2) 1 (121xxIIdd4.3 短路電流計(jì)算結(jié)果4.3.1 本變電站各支路電抗計(jì)算由原始資料可知，本變電所自用負(fù)荷約為60kVA，負(fù)荷功率因數(shù)均取cos=0.85，負(fù)荷同期率，計(jì)算過程中一律取網(wǎng)損率為5%，計(jì)算基本任務(wù)9 . 0Kt為系統(tǒng)當(dāng)前水平年，阻抗標(biāo)幺值按基準(zhǔn)值為=100MVA，以及所知的jSavjUU參數(shù)設(shè)置短路點(diǎn)以及對(duì)各支路電抗進(jìn)行計(jì)

41、算。 （具體設(shè)置及計(jì)算過程見設(shè)計(jì)計(jì)算書第9章）4.3.2 本變電站等值網(wǎng)絡(luò)圖利用計(jì)算出的各支路電抗等相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)變電站網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行計(jì)算化簡得變電站等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖4.1所示。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1710.1620.1630.2340.0350.5560.357-0.0390.35110.16110.4010-0.0380.55 圖4.1 變電站總等值網(wǎng)絡(luò)圖由原始資料可對(duì)110kV火電廠進(jìn)行等效變換得等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖4.2所示。 120.4413-0.01140.18150160.0313-0.01120.44120.44150140.18圖4.2 110kV火電廠等值圖對(duì)圖4.2所示等值網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)一

42、步化如圖4.3所示。170.15180.09160.03邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18圖4.3 110kV火電廠等值化簡圖由化簡后的火電廠等值圖4.3和變電站等值網(wǎng)絡(luò)圖4.1進(jìn)一步等效變換得變電站最簡總等值網(wǎng)絡(luò)圖，并設(shè)置相應(yīng)短路點(diǎn)如圖4.4所示。 190.18210.28200.26220.18230.58d1d2d3圖4.4 變電站總等值網(wǎng)絡(luò)化簡圖4.3.2 短路電流計(jì)算結(jié)果 本變電站短路電流有名值計(jì)算結(jié)果如下（計(jì)算過程見設(shè)計(jì)計(jì)算書第9章）：表4.1 短路電流有名值計(jì)算結(jié)果（單位kA） 短路點(diǎn)時(shí)間110kV 火電廠供110kV 系統(tǒng)供35kV 系統(tǒng)供 總短路電流0s2.112.910.495.

43、510.3 s1.422.300.494.211d0.6 s1.292.150.493.930s1.181.692.695.560.3 s1.101.612.695.402d0.6 s1.151.702.695.130s6.198.727.2822.190.3 s5.598.167.2821.033d0.6 s5.738.477.2821.48邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）195 高壓電器設(shè)備選擇選擇正確的電器是保證電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況8，在保證安全、可靠的前提下，盡量采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作

44、條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定，使所選的電器能在長期工作的條件下及發(fā)生過電壓、過電流的情況下能保持正常運(yùn)行。5.1 電器選擇的一般條件(1)電器選擇的原則:應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓等情況下的要求；應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致；選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。(2)電器選擇的技術(shù)條件:電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高maxyV運(yùn)行電壓，即 maxgV (5.1)maxyVmaxgV一般電纜和電器允許的最高工作電壓

45、，當(dāng)額定電壓在220kV及以下時(shí)為,而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的一般不超過。Ve15. 1maxgVVe1 . 1電流:導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，導(dǎo)體和電器的0Q長期允許電流應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流，即 IymaxIg (5.2) IymaxIg由于變壓器在電壓降低5%時(shí)出力保持不變，故其相應(yīng)回路的IeIg05. 1max 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核：當(dāng)周圍環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度不等時(shí)，其長期允許電流可按下Q0QQIy式修正 ： (5.3) KQyoyyIyIyQ式中 K修正系數(shù)導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度Qy按短路情況校驗(yàn):電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)

46、定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定9。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定條件為: (5.4)QnQk (5.5)tIrtIrk22短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)Qk短路時(shí)導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)Qn邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間： =+ (5.6) ktprtbrt 相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間brt短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為： (5.7)dwcjii (5.8) dwcjII、 短路沖擊直流峰、有效值 （kA）cjicjI、電器允許的極限通過電流峰值及有效值（kA）

47、dwidwI5.2 高壓斷路器的選擇變電所中高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時(shí)，用來接通和開斷負(fù)荷電流。故障時(shí)，斷路器通常與繼電保護(hù)配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35220kV一般采用SF6斷路器。本變電站高壓斷路器選擇按以下原則選?。海?）按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間（）的短路電NbrIdt流的有效值。即

48、(5.9) NbrIzI 高壓斷路器額定開斷電流（kA） NbrI 短路電流的有效值（kA）zI（2）短路關(guān)合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿） ，更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合電流不NclI應(yīng)小于短路電流最大沖擊值10。即 dwcjii邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22、 短路沖擊直流峰、有效值 （kA）cjicjI、電器允許的極限通過電流峰值及有效值（kA）dwidwI（3）關(guān)于

49、開合時(shí)間的選擇對(duì)于110kV及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時(shí)，分閘時(shí)間不宜大于0.045s，用于電氣制動(dòng)回路的斷路器，其合閘時(shí)間大于0.040.06s。本變電站高壓斷路器選擇如下（選擇和校驗(yàn)計(jì)算見計(jì)算書第10章）：（1）110kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選擇SW6110型SF6 戶外斷路器。表 5.1 110kV 側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與高壓斷路器參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù) SW6110 參數(shù)UNS 110（kV） UN110（kV） Imax0.14（kA）IN1200（k A）I2.114（kA） Inbr21（kA） ish8.65（kA） iwt55（kA） QK5.40（kA）2SIt2 *t15.8

50、4（kA）2S（2）35kV線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇SW335型真空戶外斷路器。 表 5.2 35kV 側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與高壓斷路器參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù) SW335/600 參數(shù)UNS 35（kV） UN35（kV） Imax129.6（kA）IN600（kA）I2.87（kA） Inbr6.6（kA） ish7.30(kA） iwt17（kA） QK5.32（kA）2SIt2 *t6.624 （kA）2S (3)10kV線路側(cè)：選擇SN99/1000型高壓開關(guān)柜。表 5.3 10kV 線路側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與高壓斷路器參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù) SN99/1000 參數(shù)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23UNS 10（kV） UN1

51、0（kV） Imax64.8（kA）IN1000（kA）I14.90（kA） Inbr28.9（kA） ish53.67（kA） iwt71（kA） QK126.87 （kA）2SIt2 *t2924 （kA）2S (4)10kV變壓器側(cè)：選擇SN1010/1000型高壓開關(guān)柜。 表 5.4 10kV 變壓器側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與高壓斷路器參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù) SN1010/1000 參數(shù)UNS 10（kV） UN12（kV） Imax1212.47（kA）IN2000（kA）I12.0（kA） Inbr31.5（kA） ish24.96（kA） iwt80（kA） QK111.86 （kA）2SIt2 *t

52、3969（kA）2S5.3 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器。它需與斷路器配套使用。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時(shí)，必須遵循倒閘操作順序11。本變電站隔離開關(guān)選擇如下（選擇和校驗(yàn)計(jì)算見計(jì)算書）：(1)110kV側(cè)：選GW2110型隔離開關(guān)。表 5.5 110kV 側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開關(guān)參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)GW2110 參數(shù)UNS 110（kV） UN110（kV） Imax135（A）IN600（A）ish8.65（kA） ies50（kA） QK5.40（kA）2SIt2 *t1425 （kA）2S(2)35kV側(cè)：選GW235型隔離開關(guān)。表 5.6 35

53、kV 側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開關(guān)參數(shù)表邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24計(jì)算數(shù)據(jù) GW235 參數(shù)UNS 35（kV） UN35（kV） Imax129.7（A）IN600（A）ish7.30（kA） ies50（kA） QK5.32（kA）2SIt2 *t1425 （kA）2S(3)10kV側(cè)：選GN610/1000型隔離開關(guān)。表 5.7 10kV 側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開關(guān)參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù) GN610/1000 參數(shù)UNS 10（kV） UN10（kV） Imax64.8（A）IN（A）ish53.65（kA） ies（kA） QK126.87（kA）2SIt2 *t（kA）2S5.4 互感器的選擇互感器是電

54、力系統(tǒng)中的測(cè)量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓（100、100/）和小電V3流（5、1A） ，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量儀表業(yè)繼電保護(hù)等11。(1)互感器的作用有：將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，便于屏內(nèi)安裝。使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。(2)互感器的配置：為滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段及所有斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器；在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)

55、電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)；對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制。對(duì)三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制；邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）256220kV電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路有關(guān)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。(3)本變電站互感器的選擇：電流互感器的選擇：110kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LCWD-110型瓷絕緣戶外電流互感器，35kV線路側(cè)選用LZZB8-35型支柱式、LRD-35、LR-35型裝入式電流互感器， 35kV變壓器側(cè)選LRD-35、LR-35型裝入式電流互感器，10kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LA-10型穿墻式電流互感器。電壓互感器的選擇：110

56、kV出線選用TYD110/3型成套電容式電壓互感器，110kV母線選用JDCF-110型單相瓷絕緣電壓互感器，35kV母線選用JDZXW-35型單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器，10kV 母線選用JSZX1-10F型三相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器12。5.5 母線的選擇按長期發(fā)熱允許電流選擇截面，因?yàn)?10kV側(cè)為戶外配電裝置，所以選用軟導(dǎo)線。通過計(jì)算查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)表5-13初選用型號(hào)為LGJ50的鋼芯鋁絞線13；同理35kV側(cè)初選用LGJ-120型導(dǎo)線；而10kV側(cè)采用室內(nèi)配電裝置，故選用型號(hào)LMY11010單條矩形鋁母線。選擇和校驗(yàn)見計(jì)算說明書。6 配電裝置設(shè)計(jì)配電裝置是變電站的重要組成部分

57、。它是根據(jù)主接線的連接方式 ,由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)和測(cè)量電路、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總體裝置14。 (1)配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求： 必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26保證運(yùn)行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件，合理選用設(shè)備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離；便于檢修、巡視和操作；在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價(jià)；安裝和擴(kuò)建方便。(2)配電裝置設(shè)計(jì)的基本步驟： 根據(jù)配電裝置的電壓等級(jí)、電器的型式、出線多少和方式、有無電抗器、地形、環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式；擬定配電裝置的配置圖；按照所選設(shè)備的外形尺

58、寸、運(yùn)輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設(shè)計(jì)和手冊(cè)，設(shè)計(jì)繪制配電裝置的平、斷面圖。(3)配電裝置的種類及應(yīng)用普通中型配電裝置，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能力好，造價(jià)比較低，缺點(diǎn)是占地面積較大。半高型配電裝置，占地面積為普通中型的47%而總投資為普通中型的98.2%，同時(shí)，該型布置在運(yùn)行檢修方面除設(shè)備上方有帶電母線外，其余布置情形與中型布置相似。高型配電裝置，一般適用于220kV及以上電壓等級(jí)15。(4)本變電站配電裝置設(shè)計(jì)本變電站有三個(gè)電壓等級(jí)，110kV側(cè)單母分段接線，采用屋外中型單列布置,架空進(jìn)出線；35kV側(cè)單母分段帶

59、旁母接線，采用屋外半高型布置，架空進(jìn)出線；10kV側(cè)單母分段接線，采用屋內(nèi)成套高壓開關(guān)柜布置，電纜出線。7 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)在自然界的雷擊中，會(huì)使設(shè)備產(chǎn)生過電壓、損壞絕緣等，給電力用戶帶來嚴(yán)重危害。因此，必須對(duì)變電站采取防雷措施16。(1)變電站防雷保護(hù)的特點(diǎn):變電站屬于“集中型”設(shè)計(jì)，直接雷擊防護(hù)以避雷針為主；變電站設(shè)備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的過電壓波會(huì)運(yùn)動(dòng)至變電站，對(duì)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27電氣設(shè)備過程威脅。因此變電站要對(duì)侵入波過電壓進(jìn)行防護(hù)，主要手段是避雷器；變電站內(nèi)都安裝有貴重的電氣設(shè)備，如變壓器等，這些電氣設(shè)備一旦受損，一方面會(huì)對(duì)人民的生活和生產(chǎn)帶來巨大損失，造成嚴(yán)重后果；另一

60、方面，這些設(shè)備的修復(fù)困難，需要花費(fèi)很長時(shí)間和大量金錢，給電力系統(tǒng)本身帶來重大經(jīng)濟(jì)損失。所以變電站要采取周密的過電壓防護(hù)措施；為了充分發(fā)揮防雷設(shè)備的保護(hù)作用，變電站應(yīng)有良好的接地系統(tǒng)。(2)變電站直擊雷防護(hù)：戶外配電裝置一般都采用避雷針做為直擊雷保護(hù)，本變電站直擊雷防護(hù)采用避雷針，變電站圍墻四角各布置1支避雷針，共布置4支避雷針，每支避雷針高30m。本站東西向長92m，南北向?qū)?5m，占地面積6900m2，110kV配電裝置構(gòu)架高12.5m，35kV終端桿高13.5m。屋內(nèi)配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。(3)侵入波過電壓防護(hù)：已在輸電線上形成的雷閃過電壓，會(huì)沿輸電線路運(yùn)動(dòng)至變電站的母線