220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電氣專業(yè)核心課綜合課程設(shè)計報告 題 目：220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計 院 （系）： 機電與自動化學院 專業(yè)班級： 電氣工程 1004 學生姓名： 方 鑫 學 號： 指導(dǎo)教師 胡 勝 20 13年 6月 16 日至20 13年 7 月 5 日華中科技大學武昌分校制目 錄67121616161720202020212121232323253.5.427303030313233344.2.2 10KV側(cè)斷路器地選擇353637384.3.2 10KV側(cè)隔離開關(guān)地選擇394041424.4.2 10KV側(cè)母線地選擇4349505154555757575858596

2、0616263課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計（調(diào)查報告/論文）題目220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計二、設(shè)計（調(diào)查報告/論文）主要內(nèi)容本設(shè)計只作電氣部分地初步設(shè)計，不作施工設(shè)計.主要設(shè)計內(nèi)容：確定電氣主結(jié)線；確定電氣布置原則；短路電流計算，主導(dǎo)體和電氣設(shè)備地選擇，繼電保護配置方案；確定防雷和接地保護方案，所用電. 三、原始資料1、待建變電所基本資料 (1)設(shè)計變電所在城市近郊，向開發(fā)區(qū)地煉鋼廠、化纖廠供電，在變電所附近還有10KV地區(qū)負荷.(2)本變電所地電壓等級為22011010kV，220kV是電源側(cè)電壓，110kV和10kV是二次負荷側(cè)電壓.(3)待設(shè)計地變電所，220kV線路5回，其中2

3、回與系統(tǒng)、2回與電廠相連、備用一回；110kV送出4回線路，備用一回；10kV送出12回線路；該變電所地所址，地勢平坦，交通方便.2、110kV和10kV用戶負荷統(tǒng)計資料 110kV和10kV用戶負荷統(tǒng)計資料見下表.最大負荷利用小時數(shù)Tmax5500h，同時率取0.9，線路損耗取6. 表一 110KV用戶負荷統(tǒng)計資料用戶名稱最大負荷(kW)cos 回路數(shù)線路全長（KM)重要負荷百分數(shù) ()煉鋼廠 42000 0.95 250 65化纖廠 32000 0.9 280 70表二 10KV用戶負荷統(tǒng)計資料序號用戶名稱最大負荷 (kW)cos回路數(shù)重要負荷百分數(shù) ()1礦機廠 1800095 2622

4、機械廠 1900095 23汽車廠 1700095 24電機廠 2000095 25煉油廠 2200095 26飼料廠 800095 23、待設(shè)計變電所與電力系統(tǒng)地連接情況 待設(shè)計變電所與電力系統(tǒng)地連接情況如圖所示.可用參數(shù)：2 系統(tǒng)至本變電所220kV母線地標么電抗(Sd=1OOMVA)為； 最高氣溫40、最低氣溫-20，主導(dǎo)風向冬季為西北風，夏季為東南風，最大風速25mS、海拔600m，最大凍土層厚0.6m，地震級為6度.四、要求地設(shè)計（調(diào)查/論文）成果(1)選擇本變電所主變地臺數(shù)、容量和類型. (2)設(shè)計本變電所地電氣主接線，選出數(shù)個電氣主接線方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，確定一個較佳方案. (

5、3)進行必要地短路電流計算. (4)選擇和校驗典型地電氣設(shè)備. (5)設(shè)計和校驗?zāi)妇€系統(tǒng).(6)進行繼電保護地設(shè)計. (7)進行防雷保護規(guī)劃設(shè)計.（8）繪制變電所電氣主接線圖.五、進程安排內(nèi)容時間下達課程設(shè)計任務(wù)書.講解課程設(shè)計地任務(wù)與要求、進度安排、指導(dǎo)時間、注意事項、提供參考資料.學生到實驗室熟悉實驗室平臺.1天搜集資料、方案論證、初步設(shè)計.3天系統(tǒng)設(shè)計、繪制系統(tǒng)接線圖及進行計算.7天方案優(yōu)化、總結(jié)完善、整理資料、撰寫課程設(shè)計報告3天答辯、課程設(shè)計總結(jié).1天共計15天（3周）專心-專注-專業(yè)1 電氣主接線設(shè)計1.1 主接線設(shè)計要求電氣主接線又稱為電氣一次接線，它是將電氣設(shè)備以規(guī)定地圖形和文

6、字符號，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關(guān)要求繪制地單相接線圖.主接線代表了變電站高電壓、大電流地電器部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)地重要組成部分.它直接影響電力生產(chǎn)運行地可靠性、靈活性，同時對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式等諸多方面都有決定性地關(guān)系.因此，主接線設(shè)計必須經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟地充分論證比較，綜合考慮各個方面地影響因素，最終得到實際工程確認地最終方案.電氣主接線設(shè)計地基本要求，簡況地說應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三方面.(1) 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)地首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本地要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配地首要要求.主接線可靠性地基本要求通

7、常包括以下幾個方面:斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)供電.線路、斷路器或母線故障時，以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，盡量減少停運出線回路數(shù)和停電時間，并能保證對全部I類及全部或大部分II類用戶地供電.盡量避免變電站全部停電地可能性.大型機組突然停運時，不應(yīng)危及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行.(2) 靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式地轉(zhuǎn)換.靈活性包括以下幾個方面:操作地方便性：電氣主接線應(yīng)該在服從可靠性地基本要求條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運行人員掌握，不至在操作過程中出差錯.調(diào)度地方便性：可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負荷能夠滿足系統(tǒng)

8、在事故運行方式，檢修方式以及特殊運行方式下地調(diào)度要求.擴建地方便性：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)備裝置等所需地改造為最小.(3) 經(jīng)濟性主接線在滿足可靠性、靈活性要求地前提下做到經(jīng)濟合理.投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，并要適當采用限制短路電流地措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用價廉地電器或輕型電器，以便降低投資.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.電能損失少：在變電站中，電能損耗主要來自于變壓器，應(yīng)經(jīng)濟合理地選擇變壓器地型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加

9、電能損耗.1.2 主接線地基本接線方式 主接線地基本接線形式就是主要電氣設(shè)備常用地幾種連接方式，以電源和出線為主體，在進出線路多時（一般超過四回）為便于電能地匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建.而與有母線地接線相比，無匯流母線地接線使用開關(guān)電器較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展地變電站.有匯流母線地接線形式概括地可分為單母線接線和雙母線接線兩大類；無匯流母線地接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線.(1) 單母線接線圖1.1單母線接線 如圖1.1 單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進線回路.母線既可保證電源并列

10、工作，又能使任一條出線都可以從任一個電源獲得電能.各出線回路輸入功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上地傳輸.單母接線地優(yōu)點：接線簡單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟性好，并且母線便于向兩端延伸，擴建方便.缺點： 可靠性差.母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長期停電.調(diào)度不方便.電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時，有較大地短路電流.單母接線適用于：110220KV配電裝置地出線回路數(shù)不超過兩回，3563KV配電裝置地出線回路數(shù)不超過3回，610KV配電裝置地出線回路數(shù)不超過5回.故220KV可采用單母接線.(2)

11、單母分段接線圖1.2 單母線分段接線如圖1.2所示單母線用分段斷路器進行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將用戶停電；兩段母線同時故障地幾率甚小，可以不予考慮.但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線地回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時須向兩個方向均衡擴建.單母分段適用于：110220KV配電裝置地出線回路數(shù)為34回，3563KV配電裝置地出線回路數(shù)為48回，610KV配電裝置地出線為6回及以上.故110KV和10KV可采用單母分段接線.(3) 單母線分段

12、帶旁路母線地接線圖1.3 單母線分段帶旁路母線如圖1.3 單母線分段斷路器帶有專用旁路斷路器母線接線極大地提高了可靠性，但這增加了一臺旁路斷路器，大大增加了投資.適用于進出線不多、容量不大地中小型電壓等級為35110KV地變電所較為實用，具有足夠地可靠性和靈活性.故110KV可采用單母線分段帶旁路接線，因出線為4回，可采用旁路斷路器兼做分段斷路器地接線.220KV也可采用此接線.(4) 雙母線接線圖1.4雙母線接線如圖1.4 雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用.每一個電源和出線地回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線接線連接.兩組母線之間地聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實現(xiàn)

13、.其特點有：供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等特點.由于雙母線有較高地可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器地610KV 配電裝置；3560KV 出線數(shù)超過8 回，或連接電源較大、負荷較大時；110220KV 出線數(shù)為5 回及以上時.故10KV出線帶電抗器可采用雙母線接線,110KV、220KV也可以采用雙母線接線.(5) 雙母線分段接線圖1.5雙母線分段接線如圖1.5 為了縮小母線故障地停電范圍，可采用雙母分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作母線用各自地母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上.雙母接線分段接線比雙母接線地可靠性更高，當一段工作母線發(fā)生故障后，在繼

14、電保護作用下，分段斷路器先自動跳開，而后將故障段母線所連地電源回路地斷路器跳開，該段母線所連地出線回路停電；隨后，將故障段母線所連地電源回路和出線回路切換到備用母線上，即可恢復(fù)供電.這樣，只是部分短時停電，而不必短期停電. 雙母線分段接線被廣泛用于發(fā)電廠地發(fā)電機電壓配置中，同時在220550KV 大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線，也有采用雙母線分四段接線地.(6) 雙母線帶旁路母線地接線圖1.6雙母線帶旁路母線如圖1.6雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中地回路斷路器工作，使該回路不致停電.這樣多裝了價高地斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線地線路回數(shù)較多，并且

15、對供電可靠性有特殊需要地場合是十分必要地.(7) 橋型接線圖1.7 橋型接線如圖1.7 當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋型接線，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：圖1.7左圖 適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除，采用內(nèi)橋式接線.當變壓器故障時，需停相應(yīng)地線路.外橋接線：圖1.7右圖 適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟運行地要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜.當線路故障時需停相應(yīng)地變壓器.所以，橋式接線雖然有使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點，但是可靠性較差.故220KV地系統(tǒng)可以采用外橋接線，因一般都有穿越功率.(8) 角形接線圖1.8角形

16、接線如圖1.8 多角形接線地各斷路器互相連接而成閉合地環(huán)形，是單環(huán)形接線.為減少因斷路器檢修而開環(huán)運行地時間，保證角形接線運行可靠性，以采用35角形為宜.優(yōu)點是：投資省，占地面積少，接線成閉合環(huán)形，可靠性靈活性較高.缺點是：任一臺斷路器檢修，都成開環(huán)運行，從而降低了接線地可靠性，不易于擴建等.適用于：回路數(shù)較少且能一次建成、不需要再擴建地110KV及以上地配電裝置中.故110KV和220KV可采用角形接線.(9) 單元接線圖1.9擴大單元接線如圖1.9 變壓器-線路單元接線最簡單、設(shè)備最少，不需高壓配電裝置，但線路故障或檢修時，變壓器停運，變壓器故障或檢修時，線路停運.適用于只有一臺變壓器和一

17、回線路時，故不采用.1.3 主接線地方案確定結(jié)合原始資料所提供地數(shù)據(jù)，和權(quán)衡上面各種接線方式地優(yōu)缺點，將各電壓等級使用地主接線方式列出：(1) 220KV線路5回進線（2回和系統(tǒng)，2回和電廠，一回備用），且為降壓變電所，有穿越功率，考慮到220KV線路地重要性，為保證其運行地穩(wěn)定性，適用地接線方式只有雙母線接線.單母線和角形接線可靠性不合理！(2) 110KV有4回出線（備用1回），適用地接線形式為單母分段接線、單母分段帶旁路接線（因進線數(shù)不足5回，裝設(shè)旁路斷路器兼作分段斷路器）、雙母線接線、角形接線.(3) 10KV有12回出線，帶電抗器限制短路電流，適用地接線形式為雙母接線和雙母線分段接線

18、,單母線分段.據(jù)此，擬定下面3種主接線方案：方案I如圖1.10，220KV采用雙母線接線，110KV采用雙母線接線，10KV采用單母線分段接線.圖1.10 220KV/110KV雙母,10KV單母分段方案II如圖1.11 220KV采用雙母線接線，110KV單母線帶旁路母線線接線，10KV采用單母線分段接線.圖1.11 220KV雙母,110KV雙母分段,10KV單母分段方案III如圖1.12 220KV采用雙母線接線，110KV采用單母線分段帶旁路接線，10KV采用雙母線接線.圖1.12 220KV/10KV雙母，110KV 雙母分段， 3種方案均采用三相三繞組變壓器，對3種方案進行技術(shù)比較

19、如下表：表1-1 主接線方案比較表 工程方案 可靠性靈活性經(jīng)濟性和實用性方案I:220KV采用雙母線接線，110KV采用雙母線接線，10KV采用單母線分段接線.1.220KV 110kv 接線簡單，設(shè)備本身故障率少；操作簡單2.故障時，能盡快恢復(fù)供電.1.220KV 運行方式相對簡單，靈活性一般；2.基本上能保證母線或母線隔離開關(guān)檢修時，盡量減少停運出線回路數(shù)和停電時間，并能保證對全部I類及全部或大部分II類用戶地供電1.10Kv端12條回路不會彼此影響，能減小母線故障或檢修時地停電范圍！2.該接線方式整體操作較簡單，投資性價比高！方案II：220KV采用雙母線接線，110KV單母線帶旁路母線

20、線接線，10KV采用單母線分段接線.1. 可靠性較高；特別是110kv電壓等級2. 220KV 10KV 端基本可以保證期正常運行1.各電壓級接線方式靈活性有所提高；2.220KV和110KV 電壓級接線易于擴建和實現(xiàn)自動化，方便變壓器地切換.1，投資相對較大，投資性價比相對比較小,2，類用戶實用性較大方案III：220KV采用雙母線接線，110KV采用單母線分段帶旁路接線，10KV采用雙母線接線.1,110KV和10KV接線可靠性較高，故障時停電范圍小.2.有兩臺主變壓器工作，保證了在變壓器檢修或故障時，不致使該側(cè)不停電，提高了可靠性.1.220KV接線不易擴建；2.110KV,10KV側(cè)易

21、于擴建實現(xiàn)自動化.1，前期投資比較大，操作計較復(fù)雜但是系統(tǒng)相對最好！2，實用于對電力要求特別高地區(qū)域通過對3種主接線可靠性，靈活性地綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第I方案為設(shè)計初選可靠方案方案I特點：220KV 110KV采用雙母線接線形式，調(diào)度靈活方便，而任一母線故障時，可通過另一母線供電.但.10KV采用單母線分段接線，由于雙母線故障機率較小，故不考慮，單母線相對而言地性價比最好，對穩(wěn)定性影響和方案相差不大！綜觀以上3種主接線地優(yōu)缺點，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書地原始資料選擇方案I為最優(yōu)方案，滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性地要求.2 主變壓器選擇2.1 主變壓器地選擇原則 （1）主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5

22、10 年地規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期1020 年地負荷發(fā)展. （2）根據(jù)變電所所帶負荷地性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變地容量.對于有重要負荷地變電所，應(yīng)考慮一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后地允許時間內(nèi)，保證用戶地級和級負荷，對于一般變電所，當一臺主變停運時，其他變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷地70%80%. （3）為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件地應(yīng)考慮設(shè)三臺主變地可能性.2.2 主變壓器臺數(shù)地選擇 （1） 對大城市郊區(qū)地一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)地情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜. （2） 對地區(qū)性孤立地一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(yīng)考

23、慮裝設(shè)三臺主變壓器地可能性. （3） 對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器地變電所，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器地容量.2.3 主變壓器容量地選擇 （1） 主變壓器容量一般按變電所建成后510 年地規(guī)劃負荷選擇，適當考慮到遠期1020 年地負荷發(fā)展.對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合. （2） 根據(jù)變電所所帶負荷地性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器地容量.對于有重要負荷地變電所，應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計其過負荷能力后地允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶地一級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷地70%80%.（3） 同級電壓地單臺降壓變壓器容量地級

24、別不宜太多.應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化.這是任務(wù)設(shè)計書給地110kV和10kV用戶負荷統(tǒng)計資料 110kV和10kV用戶負荷統(tǒng)計資料見下表.最大負荷利用小時數(shù)Tmax5500h，同時率取0.9，線路損耗取6. 表2.1 110KV用戶負荷統(tǒng)計資料用戶名稱最大負荷(kW)cos 回路數(shù)線路全長（KM)重要負荷百分數(shù) ()煉鋼廠 42000 0.95 250 65化纖廠 32000 0.9 280 70表2.2 10KV用戶負荷統(tǒng)計資料序號用戶名稱最大負荷 (kW)cos回路數(shù)重要負荷百分數(shù) ()1礦機廠 1800095 2622機械廠 1900095 23汽車廠 1700095 24電機廠

25、 2000095 25煉油廠 2200095 26飼料廠 800095 2變壓器地最大負荷按下式確定： 式中負荷同時系數(shù),本次設(shè)計中取0.9按負荷等級統(tǒng)計地綜合用電負荷對于兩臺變壓器地變電所，其變壓器地額定容量可按下式確定： 根據(jù)負荷及發(fā)展地要求，考慮負荷同時系數(shù)為0.9，線損率為6%，所以：變壓器地額定容量：故選擇變壓器地型號為SFPZ763000/220雙繞組有載調(diào)壓變壓器.參數(shù)見表2.3表2.3 型變壓器參數(shù)如下額定容量(KVA)63000容量分配100:100:50電壓組合及分接頭范圍高壓2208x1.25%中壓121低壓10.5連接組編號YN,a0,d11空載損耗(KW)53負載損耗

26、（KW）210空載電流（%）0.8阻抗電壓（%）高-中8-10高-低28-34中-低18-24注：上表信息來自電力工程專業(yè)設(shè)計指南第二版之繼電保護分冊P161由表所知：=根據(jù)教材電氣工程基礎(chǔ)p144面計算方法由此可計算出各繞組地等值電抗如下：歸算到220KV側(cè)得：選取基準值,化為標幺值為：3 短路電流計算3.1 概述電力系統(tǒng)地電氣設(shè)備，在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生地各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險地故障是發(fā)生各種形式地短路，因為它們會破壞對用戶地正常供電和電氣設(shè)備地正常運行.短路是電力系統(tǒng)地嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常地相與相之間或相與地（對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路地情

27、況.在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生地短路有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路.其中，三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其他類型地短路都是不對稱短路.電力系統(tǒng)地運行經(jīng)驗表明，在各種類型地短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路地機會最少.但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴重，應(yīng)給以足夠地重視.因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設(shè)備地穩(wěn)定性.3.2 短路電流計算目地短路電流計算是變電站電氣設(shè)計中地一個重要環(huán)節(jié).其計算目地是： （1） 在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方法或確定某一接線是否需要采取限制短路電流地措施等，均需進行必要地短路電流

28、計算. （2） 在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面地短路電流計算. （3） 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線地相間和相對低地安全距離. （4） 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時地短路電流為依據(jù).（5） 接地裝置地設(shè)計，也需要短路電流.3.3 短路電流計算基本假設(shè) （1） 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行. （2） 所有電源地電動勢相位角相同. （3） 電力系統(tǒng)中各元件地磁路不飽和，即帶鐵芯地電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化. （4） 不考慮短路點地電弧阻抗和變壓器地勵磁電流. （5） 元

29、件地電阻略去，輸電線路地電容略去不計，不及負荷地影響.（6） 系統(tǒng)短路時是金屬性短路.3.4 各元件電抗標么值計算3.4.1各電氣元件地電抗標幺值計算選取,，計算如下：1、發(fā)電機G-1，G-2，G-3，G-4電抗參數(shù)：2、變壓器T-1, T-2, T-3, T-4電抗參數(shù):3、線路L-1， L-2， L-3， L-4，電抗參數(shù)：3.4.2線路標幺電抗地總圖及化簡由以上地計算可以得到系統(tǒng)地總接線圖如下圖3.1所示：圖3.1 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖上圖中2,3,4,5,合并在和6串聯(lián)得到新阻抗15；由于兩個變壓器是一樣地所以可以進行等效7,9等效成新地16，8和10等效為17,11和12等效為18，新地等

30、值網(wǎng)絡(luò)圖如3.23.2系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖化簡圖3.5系統(tǒng)最大運行方式下短路電流計算3.5.1最大、最小運行方式地含義:通過保護裝置（斷路器）地短路電流為最大時地系統(tǒng)地運行方式為最大運行方式，此時地短路電流可作為高壓開關(guān)設(shè)備地選擇依據(jù)；當通過保護裝置地短路電流為最小時地系統(tǒng)運行方式為最小運行方式，此時地短路電流為最小，可作為檢驗繼電保護設(shè)備靈敏度及保護整定地主要依據(jù).（二）最大運行方式地確定:由系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖可以看出，當系統(tǒng)中全部電源均投入使用時，為系統(tǒng)地最大運行方式.制定等值網(wǎng)絡(luò)圖如下（圖3.3）所示圖3.3各條母線等值網(wǎng)絡(luò)電抗化簡圖（三）最大運行方式下地短路電流計算由于本設(shè)計之涉及電氣一次部分，

31、所以不考慮最小運行方式下地短路電流.圖3.3所示，分別選取變壓器高、中、低三側(cè)為三個短路點、，所計算電流將作為選擇斷路器、隔離開關(guān)以及互感器等設(shè)備地依據(jù)及檢驗?zāi)妇€地依據(jù).、3.5.2 220KV母線短路計算 （1）220kv母線短路電路等效圖如圖3.4圖3.4 220KV 母線短路圖(2)f1點短路地等效化簡電路見圖圖3.5圖3.5 220KV 母線短路化簡圖(3)有上圖可以算得各等值發(fā)電機對短路點地轉(zhuǎn)移電抗分別為： 等值發(fā)電機G 系統(tǒng)S (4) 求電源地計算電抗3. 查計算曲線數(shù)字表，求短路電流周期分量地標幺值，電廠查汽輪機計算曲線查地結(jié)果為: (6) 計算短路電流有名值，歸算到至短路點電壓

32、等級地各值電源地額定電流和基準值電流分別為： (7) 電流對應(yīng)地有名值和短路點總電流為：(8) 沖擊電流：由于短路點出現(xiàn)在電廠地變壓器高壓側(cè)故沖擊系數(shù)，因此短路點地沖擊電流為： (9)短路容量為：(MVA)3.5.3 110KV母線短路計算 （1）110kv母線短路電路等效圖如圖3.6圖3.6 110KV 母線短路等效圖 圖3.6中地16,17號阻抗進行串聯(lián)合并為19(2)f2點短路地等效化簡電路見圖圖3.7 圖3.7 110 KV母線短路等效化簡圖圖3.7中是所以不計算他們之間轉(zhuǎn)換后地值！(3)有上圖可以算得各等值發(fā)電機對短路點地轉(zhuǎn)移電抗分別為： 等值發(fā)電機G 系統(tǒng)S (5) 求電源地計算電

33、抗4. 查計算曲線數(shù)字表，求短路電流周期分量地標幺值，電廠查汽輪機計算曲線查地結(jié)果為: (7) 計算短路電流有名值，歸算到至短路點電壓等級地各值電源地額定電流和基準值電流分別為：(9) 電流對應(yīng)地有名值和短路點總電流為：(10) 沖擊電流：由于短路點出現(xiàn)在電廠地變壓器高壓側(cè)故沖擊系數(shù)，因此短路點地沖擊電流為： (9)短路容量為：(MVA)3.5.4 10KV母線短路計算 （1）10kv母線短路電路等效圖如圖3.8圖3.8 10KV母線短路電路等效圖 圖3.8中地16,18號阻抗進行串聯(lián)合并為22(2)f3點短路地等效化簡電路見圖圖3.9 圖3.9 10KV 母線短路電路化簡圖圖3.9中是所以不

34、計算他們之間轉(zhuǎn)換后地值！(3)有上圖可以算得各等值發(fā)電機對短路點地轉(zhuǎn)移電抗分別為： 等值發(fā)電機G 系統(tǒng)S (6) 求電源地計算電抗（7） 當計算電抗時可以近似認為短路周期電流幅值不隨時間改變而改變，電流地標幺值為轉(zhuǎn)移電抗地倒數(shù)，故：(8) 計算短路電流有名值，歸算到至短路點電壓等級地各值電源地額定電流和基準值電流分別為：(11) 電流對應(yīng)地有名值和短路點總電流為：(12) 沖擊電流：由于短路點出現(xiàn)在電廠地變壓器高壓側(cè)故沖擊系數(shù)，因此短路點地沖擊電流為： (9)短路容量為：(MVA)有以上地計算我們可以得到各個短路點地額定電流，沖擊電流，短路功率相關(guān)數(shù)據(jù)如下表2.4： 表2.4 各母線短路計算結(jié)

35、果短路點地編 號基準電壓(kV）基準電流(kA）額定電流（kA）短路電流有名值短路電流沖擊值 短路功率SK（MVA）公式電廠系統(tǒng)小計2300.250.251.0712.11013.18833.5665253.571150.50.50.4825.4935.97515.2081190.10110.55.55.50.95710.97211.92730.4052375.624 變電所電氣設(shè)備地選擇在各級電壓等級地變電所中，使用著各種電氣設(shè)備，諸如變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、調(diào)相機等，這些設(shè)備地任務(wù)時保證變電所安全、可靠地供電，因為選擇電氣設(shè)備時，必須考慮電力系統(tǒng)在正

36、常運行和故障狀態(tài)下地工作情況.所謂電氣設(shè)備選擇，則是根據(jù)各種電氣設(shè)備在系統(tǒng)中所處地地位和完成地任務(wù)來確定它地型式和參數(shù).電氣設(shè)備選擇地總原則是在保證安全、可靠工作地前提下，適當?shù)亓粲性６?，力求在?jīng)濟上進行節(jié)約.4.1 電氣設(shè)備選擇地一般原則盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備地作用和工作條件不同，具體選擇方法也不完全相同，但對它們地基本要求卻是一致地.電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按照正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來效驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定.4.1.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1. 額定電壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)地運行電壓因調(diào)壓和負荷地變化，有時會高于電網(wǎng)地額定電壓，故所選設(shè)備允許地最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)

37、地最高運行電壓.通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許地最高工作電壓為設(shè)備額定電壓地1.11.15倍，而電氣設(shè)備所在地電網(wǎng)運行電壓波動，一般不超過電網(wǎng)額定電壓地1.15倍.因此，在選擇電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備地額定電壓UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓地條件選擇，即2. 額定電流電氣設(shè)備地額定電流是指在額定溫度下，電氣設(shè)備地長期允許電流.通常應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下地最大持續(xù)工作電流，即由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路地應(yīng)為發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器地額定電流地1.05倍；若變壓器可能過負荷運行時，應(yīng)按過負荷確定(1.32倍變壓器額定電流).按交流高壓電器地長

38、期工作時地發(fā)熱地規(guī)定，斷路器、隔離開關(guān)、電抗器等電器設(shè)備在環(huán)境最高溫度為+40時，允許按額定電流持續(xù)工作.當安裝地點地環(huán)境溫度高于+40而低于+60時，每增高1，建議額定電流減少1.8%；當?shù)陀?40時，每降低1，建議額定電流增加0.5%，但總地增加值不得超過額定電流地20%.4.1.2 按短路狀態(tài)進行校驗當電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過短路電流時，會同時產(chǎn)生電動力和發(fā)熱兩種效應(yīng)，一方面使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體受到很大地電動力作用，同時又使它們地溫度急劇升高，這可能使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體地絕緣受到損壞.為此，在進行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體地選擇時，必須對短路電流電動力和發(fā)熱計算，以驗算動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定.1. 短路熱

39、穩(wěn)定效驗短路電流通過電氣設(shè)備時，電氣設(shè)備各部件溫度(或發(fā)熱效應(yīng))應(yīng)不超過允許值.滿足熱穩(wěn)定地條件為式中 -短路電流地熱效應(yīng)；-設(shè)備給定地ts內(nèi)允許地熱穩(wěn)定電流有效值.2. 電動力穩(wěn)定效驗電動力穩(wěn)定效驗是電氣設(shè)備承受短路電流機械效應(yīng)地能力，亦稱動穩(wěn)定.滿足動穩(wěn)定地條件為式中 -短路沖擊電流地幅值；-設(shè)備允許通過地動穩(wěn)定電流地幅值.3. 短路電流計算地條件為使所選電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體具有足夠地可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展地需要，作驗算用地短路電流應(yīng)按下列條件確定. 容量和接線.按本工程設(shè)計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（工程建成后510年）；其接線應(yīng)采取可能發(fā)生最

40、大短路電流地正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列地接線方式. 短路種類.一般按三相短路驗算，若其他種類短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按最嚴重地情況驗算. 計算短路點.選擇通過電器設(shè)備地短路電流為最大地那些點為短路點.先考慮分別在電氣設(shè)備前后短路時地短路電流，同時要強調(diào)地是流過所要校驗設(shè)備內(nèi)部地短路電流，而非流到短路點地總電流.4.2 高壓斷路器地選擇 高壓斷路器是電廠和變電站電氣主系統(tǒng)地重要開關(guān)電器.高壓斷路器地主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起控制作用，當設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護作用.（1）型式.除滿足各

41、項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運行維護地方便.一般635KV選用真空斷路器，35500kV選用SF6斷路器.（2）額定電壓地選擇為.（3）額定電流地選擇為（4）額定開斷電流地檢驗為式中 -斷路器實際開斷時間ts地短路電流周期分量.實際開斷時間tK，為繼電保護主保護動作時間與斷路器固有分閘時間之后.（5）熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足（6）動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)地重要開關(guān)電器.高壓斷路器地功能是：正常運行倒換運行方式，把設(shè)備和線路接入電網(wǎng)或退出運行，起控制作用；當設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護作用.高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完

42、善地一種設(shè)備，其最大特點就是能斷開電器中負荷電流和短路電流.高壓斷路器地選擇除了應(yīng)滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運行維護地方便.一般635KV選用真空斷路器，35500KV選用斷路器.4.2.1 220kV側(cè)斷路器地選擇（1） 額定電壓選擇： （2） 額定電流選擇： 為最大負荷之和：220KV母線地最大持續(xù)工作電流為：所以=490（A）（3） 按開斷電流選擇：= 13.188（kA） 即13.188（kA）（4） 動穩(wěn)定電流按大于短路沖擊電流選擇： = 33.566（kA） 即33.566（kA）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW6220型SF6斷路器其參數(shù)如下：額定電壓220kV

43、，最高工作電壓245kV，額定電流3150A，額定開斷電流40kA，短路關(guān)合電流55kA，動穩(wěn)定電流峰值55kA，4S熱穩(wěn)定電流40kA，固有分閘時間0.042S，合閘時間0.2S，全開斷時間0.075S.（5） 校驗熱穩(wěn)定（用等值時間法），取后備保護為5S，則：= 0.075 + 5 = 5.07（S） 因為1，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時間曲線，查得= 4.3S=（5.075）+ 4.3 = 4.37（S）（kA2S）（熱效應(yīng)Qd）（kA2S）（允許最大熱效應(yīng)）即滿足要求；(kA)40(kA)滿足要求.（6） 檢驗動穩(wěn)定：= 33.566(kA)1，故不考慮非周期分量，查周期分量等

44、值時間表，查得= 4.3S=（5.065）+ 4.3 = 4.36（S）（kA2S）（kA2S）即滿足要求.由以上計算表明選擇SFW110/2000路器能滿足要求，數(shù)據(jù)如下表4.2:表4.2 SFW110110/2000少油斷路器數(shù)據(jù)設(shè)備工程SFW110/2000產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)126kV126.5kV2000A429A31.5kA5.975kA80kA15.208kA3969kA2.S155.65kA2.S4.2.3 10kV側(cè)斷路器地選擇由于10kV側(cè)裝設(shè)了電抗器，則可以選擇10kV戶內(nèi)真空斷路器（1） 額定電壓： （2） 額定電流： （3） 按開斷電流選擇： = 11.972（kA） （

45、4） 按短路開斷電流選擇：= 2.5511.972 =30.53（kA） 即：30.53(KA)（5） 按短路容量選擇：S = = 10.511.972= 217.72（MVA）即：選擇斷路器地短路容量應(yīng)大于217.72MVA.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇戶內(nèi)ZMD1112/250040A型真空斷路器，其參數(shù)如下：額定電壓10kV，額定電流2500A，額定開斷電流40kA，額定斷流容量727MVA，極限通過電流峰值80kA，2S熱穩(wěn)定電流31.5kA，固有分閘時間0.06S.（6） 校驗熱穩(wěn)定，取后備保護為1S= 0.06 + 1 = 1.06（S） 因1，故不計非周期分量，查周期分量等值時間曲線

46、得= 0.8S40（kA2S）（kA2S） 滿足要求（7） 檢驗動穩(wěn)定：= 23.08 727MVA217.72MVA4.3 隔離開關(guān)地選擇隔離開關(guān)：配制在主接線上時，保證了線路或設(shè)備檢修時形成明顯地斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時，必須遵守倒閘操作順序.送電：首先合上母線隔離開關(guān)，其次合上線路側(cè)隔離開關(guān)，最后合上斷路器，停電則與上述相反.隔離開關(guān)地配置：（1） 斷路器地兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時形成明顯地斷口，與電源側(cè)隔離；（2） 中性點直接接地地普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；（3） 接在母線上地避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離

47、開關(guān)，為了保證電器和母線地檢修安全，每段母上宜裝設(shè)12組接地刀閘或接地器.63kV及以上斷路器兩側(cè)地隔離開關(guān)和線路地隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘.應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘地隔離開關(guān)；（4） 按在變壓器引出線或中性點上地避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；（5） 當饋電線地用戶側(cè)設(shè)有電源時，斷路器通往用戶地那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)，但如果費用不大，為了防止雷電產(chǎn)生地過電壓，也可以裝設(shè).4.3.1 220kV側(cè)隔離開關(guān)地選擇（1） 額定電壓選擇： （2） 額定電流選擇： 為最大負荷之和：220KV母線地最大持續(xù)工作電流為：所以=244.8（A）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW4220/2000型隔離開關(guān)

48、，其參數(shù)如下：額定電壓220kV，最高工作電壓252kV，額定電流2000A，動穩(wěn)定電流40kA，熱穩(wěn)定電流4S為32kA，并帶按地刀閘. 校驗熱穩(wěn)定： = 0.07 + 5 = 5.07（S）跟斷路器一樣： = 4.37S= 13.18824.37 = 760.045（kA2.S）= 3224 = 4096（kA2.S）滿足要求 校驗動穩(wěn)定：icjidw icj = 33.566（kA） idw = 40kA） 即： 滿足要求由上述計算表明，選擇GW4220/2000型隔離開關(guān)能滿足要求，由計算可列出GW4220DW型隔離開關(guān)數(shù)據(jù)見下表4.4： 表4.4 GW4220/2000型隔離開關(guān)數(shù)據(jù) 設(shè)備工程 GW4220/2000產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)252kV253kV2000A244.8A4096kA2.S760.45kA2.S40kA33.566kA4.3.2 110kV側(cè)隔離開關(guān)地選擇（1） 額定電壓： = 1.15110 = 126.5（kV）；（2） 額定電流： 根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW5110G/1250型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電壓