220KV降壓變電所設(shè)計(jì)

1、僅供個(gè)人參考畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：1、題目名稱220kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)2、題目來源二、目的和意義“電氣工程及其自動(dòng)化”專業(yè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。通過該畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握專業(yè)理論課程的內(nèi)容，掌握變電所電氣部分設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，在行將畢業(yè)參加工程實(shí)際工作之前得到電氣設(shè)計(jì)工程師的初步訓(xùn)練，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、原始資料見附錄一。四、設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包括的內(nèi)容1、分析本所在系統(tǒng)中的地位作用及負(fù)荷情況；2、確定本所主變的臺(tái)數(shù)、容量及型式；3、確定本所電氣主接線及所用電接線；4、配電裝置規(guī)劃設(shè)計(jì)5、繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)6、互感器配置7、進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算；8、選擇

2、和校驗(yàn)所需的電氣設(shè)備9、選擇和校驗(yàn)10kV硬母線10、進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)五、設(shè)計(jì)成品要求1、變電所電氣設(shè)計(jì)說明書一份；2、變電所電氣設(shè)計(jì)計(jì)算書一份；3、變電所電氣主接線圖一張。附錄一1.擬建變電所與電力系統(tǒng)連接情況如下圖，圖1:圖1變電所與電力系統(tǒng)連接圖2、待建變電所電壓等級(jí)：電源電壓為220kV,以110kV對(duì)開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，并以10kV對(duì)附近還有地區(qū)負(fù)荷。3、待建變電所的連接情況220kV側(cè)：對(duì)側(cè)變電所D雙同線路，系統(tǒng)C雙回線路，共計(jì)40;110kV側(cè)：雙回路送至煉鋼廠，共計(jì)2回；10kV側(cè)：分別以雙回路送至6個(gè)地區(qū)負(fù)荷，共計(jì)12回;4、待建變電所的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料110kV負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表用

3、戶名稱最大負(fù)荷(KW)功率因數(shù)回路數(shù)重要負(fù)荷比例煉鋼廠330000.9528610kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)用戶名稱最大負(fù)荷(KW)功率因數(shù)回路數(shù)重要負(fù)荷比例1礦機(jī)廠21000.92792機(jī)械廠18002533汽車長(zhǎng)15002754電機(jī)廠24002675煉油廠17002776飼料廠17002715、待建變電所的其它基本參數(shù)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5256h,同時(shí)率0.9,線路損耗率6%設(shè)計(jì)年最高氣溫40C,最熱月平均最高氣溫32C6、待建變電所的地理位置情況該變電所建在城市近郊，地勢(shì)平坦，交通方便220kV降壓變電所設(shè)計(jì)摘要變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分

4、配的繁重任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。本論文對(duì)220kV降壓變電所中電氣一次部分的設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法進(jìn)行了較為全面的論述，其內(nèi)容包括有變電所主變壓器的選擇，電氣主接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備及配電裝置選擇，變電所電氣總平面布置和對(duì)一些特殊問題的解決方法。本文所遇到的問題在220kV變電所中也是較為普遍的。關(guān)鍵詞：220kV降壓變電所；主接線；電氣設(shè)備選擇不得用于商業(yè)用途第2章 電氣主接線設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!目錄前言錯(cuò)誤!本書使用符號(hào)說明錯(cuò)誤!第1章變壓器選擇錯(cuò)誤!1.1 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定錯(cuò)誤!1.1.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定錯(cuò)誤!1.1.2 主變壓器容量的確定錯(cuò)誤!1.2

5、主變壓器型式的選擇錯(cuò)誤!1.2.1 相數(shù)的選擇錯(cuò)誤!1.2.2 繞組數(shù)量和連接方式的選擇錯(cuò)誤!1.2.3 變壓器調(diào)壓方式和冷卻方式的確定錯(cuò)誤!1.3 主變壓器的選擇錯(cuò)誤!1.4 所用變壓器的選擇錯(cuò)誤!2.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則與要求錯(cuò)誤!2.1.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則錯(cuò)誤!2.1.2 電氣主接線的設(shè)計(jì)要求錯(cuò)誤!2.2 主接線方案的確定錯(cuò)誤!2.2.1 各電壓等級(jí)的主接線方案設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽未定義書簽未定義書簽未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽未定義書簽未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定義書簽 未定

6、義書簽2.2.2 主接線方案的比較與確定錯(cuò)誤!第3章短路電流計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽3.1 短路計(jì)算的一般規(guī)定和基本假設(shè)錯(cuò)誤！未定義書簽3.2 短路電流的計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽第4章電氣設(shè)備的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽4.1 電器選擇的一般要求錯(cuò)誤！未定義書簽4.2 斷路器的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽4.2.1 斷路器的選擇原則錯(cuò)誤！未定義書簽錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3 隔離開關(guān)的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4 互感器的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽4.4.1 電壓互感器的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽4.4.2 電流互感器的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽4.5 避雷器的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)

7、誤！未定義書簽。第5章導(dǎo)線的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽5.1 導(dǎo)體選擇的一般要求錯(cuò)誤！未定義書簽5.2 導(dǎo)線的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽5.2.1 220kV側(cè)導(dǎo)線的選擇.錯(cuò)誤！未定義書簽5.2.2 110kV側(cè)導(dǎo)線的選擇.錯(cuò)誤！未定義書簽5.2.3 10kV側(cè)導(dǎo)線的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽5.2.4 本變電所導(dǎo)線選擇結(jié)果錯(cuò)誤！未定義書簽第6章配電裝置選擇錯(cuò)誤！未定義書簽結(jié)束語錯(cuò)誤！未定義書簽參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽附錄1短路電流計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽附錄2電氣設(shè)備選擇表錯(cuò)誤！未定義書簽英文參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽、/4刖百變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用

8、戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置，是變電所電氣部分投資大小的決定性因素。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，時(shí)間長(zhǎng)、內(nèi)容多，涵蓋了大學(xué)中所學(xué)的很多專業(yè)知識(shí)。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我經(jīng)過了分析資料、設(shè)計(jì)、繪圖、審核的過程，設(shè)計(jì)內(nèi)容有：主變壓器的選擇，主接線方案的確定，短路電流的計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇，電氣接線圖的繪制等。時(shí)間既充實(shí)又緊張，在老師的精心指導(dǎo)下，我獲得了綜合運(yùn)用過去所學(xué)的課程進(jìn)行設(shè)計(jì)的基本能力，對(duì)課本中的內(nèi)容和電力系統(tǒng)各部分都有了更深刻的理解，尤其對(duì)電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)和配電裝置圖有了新一步的認(rèn)識(shí)。本設(shè)

9、計(jì)不僅鞏固了我的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了一些最新的設(shè)計(jì)方法和理念，這些都將會(huì)為我以后的工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。由于編者為畢業(yè)生，沒有工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)變電所的實(shí)際運(yùn)行及注意問題不清楚，無法理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤之處,敬請(qǐng)廣大師生批評(píng)指正。編者2013年5月第1章變壓器選擇1.1 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定在變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行的SDJ161電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程有關(guān)規(guī)定和審批的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)決定。1.1.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定1 .主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則(1)對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況

10、下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。(2)對(duì)于I、II級(jí)用戶，可設(shè)置兩臺(tái)主變壓器，防止一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響整個(gè)變電所的供電。2 .根據(jù)原始資料及選擇原則，本變電所選用兩臺(tái)主變壓器，互為備用。當(dāng)一臺(tái)變壓器故障檢修時(shí)由另一臺(tái)主變壓器承擔(dān)全部負(fù)荷的70%，保證了正常供電。1.1.2主變壓器容量的確定1 .主變壓器容量的選擇原則(1)變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年的負(fù)荷發(fā)展。(2)根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。變電所同一電壓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任一臺(tái)變壓器事故時(shí)，其他元件不應(yīng)超過事故過負(fù)荷的規(guī)定。凡裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，其

11、中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70%時(shí)不過載，并在記及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。(3)同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。(4)變壓器的最大負(fù)荷按下式確定：式中一變電所最大負(fù)荷一同時(shí)率一負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷(5)在兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所中，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70%時(shí)不過載。因此對(duì)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，額定容量按下式計(jì)算：0.7(6)510年的負(fù)荷規(guī)劃，按以下公式進(jìn)行計(jì)算：電力發(fā)展彈性系數(shù)=A=式中一當(dāng)年負(fù)荷；m一負(fù)荷增長(zhǎng)率，在此取m=7.5%;x

12、一年限，Ax年后的負(fù)荷2 .主變壓器容量的確定本變電所設(shè)計(jì)中考慮到負(fù)荷發(fā)展情況，將負(fù)荷分為兩部分：負(fù)荷發(fā)展緩慢的廠用負(fù)荷和應(yīng)考慮5-10年逐年發(fā)展的縣用變負(fù)荷。(1)負(fù)荷在5-10年內(nèi)基本不變的各個(gè)廠用負(fù)荷容量計(jì)算110kV側(cè)：=0.85x=121.29MVA10kV側(cè)：=0.8X+=24.095MVA則總的廠用負(fù)荷容量：=(+)=0.85X(121.29+24.095)=123.58MVA(2)考慮510年逐年發(fā)展的縣用變負(fù)荷容量計(jì)算110kV側(cè)：=0.85X+=84.65MVA10kV側(cè):=0.8X+=16.13MVA則總的縣用變負(fù)荷容量:=(+)=85.663MVA因此各變電所5年后的負(fù)

13、荷情況為:=124.64MVA式中m=7.5%,x=5各變電所10年后的負(fù)荷情況為:=181.35MVA式中m=7.5%x=10考慮5年負(fù)荷發(fā)展的變壓器總?cè)萘坑?jì)算總負(fù)荷容量：=0.7X(+)=173.754MVA則本變電所的主變壓器的容量選為2X180MVA所選變壓器容量的校驗(yàn)原則上要求：當(dāng)年：25年后：210年后：1.22校驗(yàn)：當(dāng)年：2X180MVA=360MVA(+)=123.58+85.663=209.243MVA5年后：2X180MVA=360MVA(+)=248.22MVA10年后：1.2180MVA=432MVA+=304.93MVA經(jīng)校驗(yàn)，最終確定本變電所的主變壓器容量為2X18

14、0MVA1.2主變壓器型式的選擇主變壓器型式的選擇，是根據(jù)DL/T52182005220kV500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定決定的。1.2.1 相數(shù)的選擇變壓器相數(shù)的選則原則：(1)主變壓器采用三相或者單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。220kV330kV變壓器若不受運(yùn)輸條件的限制,應(yīng)選用三相變壓奧TFPTo因此本變電所設(shè)計(jì)采用三相變壓器。1.2.2 繞組數(shù)量和連接方式的選擇1 .繞組數(shù)量的選擇在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(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，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。本變

15、電所有三個(gè)電壓等級(jí)，因此采用三繞組變壓器。2 .繞組連接方式變壓器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。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和4,高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程決定。我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用連接；35kV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。由上可得，本變電所的連接方式為：220kV、110kV采用連接，10kV采用連接。1.2.3變壓器調(diào)壓方式和冷卻方式的確定1 .調(diào)壓方式的選擇主變壓器調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合SDJ161電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的

16、分接頭，從而改變變壓器變比來實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無激勵(lì)調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在以內(nèi)；另一種是帶負(fù)載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。對(duì)于220kV及以上的降壓變壓器，僅在電網(wǎng)電壓可能有較大變化的情況下，采用有載調(diào)壓方式，一般不宜采用。當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行確有需要時(shí)，在降壓變電所亦可裝設(shè)單獨(dú)的調(diào)壓變壓器或串聯(lián)變壓器。本變電所采用有載調(diào)壓方式。2 .冷卻方式的確定主變壓器冷卻方式的選擇，是根據(jù)GB/T17468電力變壓器選用導(dǎo)則中的有關(guān)規(guī)定來確定的。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，強(qiáng)迫、導(dǎo)向油循環(huán)冷卻方式。近來隨著變壓器制造技術(shù)的發(fā)展，在

17、大容量變壓器中，采用了強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻方式。由于本次設(shè)計(jì)是大容量變壓器，故采用強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻方式。3 .3主變壓器的選擇綜合以上章節(jié)分析，由？電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分？得,本所采用的主變壓器為三繞組，三相，有載調(diào)壓變壓器。所選型號(hào)的具體參數(shù)見表1-3-1。表1-3-1SFPSZ4-180000/220型電力變壓器參數(shù)一覽表型號(hào)額定容單(MVA)高/中/額定電壓(kV)阻抗電壓(%)連接組高中低高-中高-低中-低低SFPSZ4-180000/2201802308X1.5%12113.814.7258.7YN,yn0,d111.4所用變壓器的選擇1.所用變壓器的選擇原則所用變壓器是依

18、據(jù)DL/T5155220kV500kV變電所所用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程來選擇的。(1)220kV變電所宜從主變壓器低壓側(cè)分別引接兩臺(tái)容量相同，可互為備用，分列運(yùn)行的所用工作變壓器。每臺(tái)工作變壓器按全所計(jì)算負(fù)荷選擇。(2)一般有重要負(fù)荷的大型變電所，380/220V系統(tǒng)采用單母線分段接線，兩臺(tái)所用變壓器各接一段母線，正常運(yùn)行情況下可分列運(yùn)行，分段開關(guān)設(shè)有自動(dòng)投入裝置。每臺(tái)所用變壓器應(yīng)能擔(dān)負(fù)本段負(fù)荷的正常供電，在另一臺(tái)所用變壓器故障或檢修停電時(shí)，工作著的所用變壓器還能擔(dān)負(fù)另一段母線上的重要負(fù)荷，以保證變電所正常運(yùn)行。2.負(fù)荷計(jì)算原則由DL/T5155220kV500kV變電所所用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定

19、知，負(fù)荷的計(jì)算原則：(1)連續(xù)運(yùn)行及經(jīng)常短時(shí)運(yùn)行的設(shè)備應(yīng)予以計(jì)算；(2)不經(jīng)常短時(shí)及不經(jīng)常斷續(xù)運(yùn)行的設(shè)備不予以計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算采用換算系數(shù)法，所用變壓器容量按下式計(jì)算：式中S所用變壓器容量(kVA);所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取=0.85;所用動(dòng)力負(fù)荷之和(kW);所用電熱負(fù)荷之和(kW);所用照明負(fù)荷之和(kW)。綜上，分析本變電所的原始資料，得：計(jì)算負(fù)荷146.295545(kVA)式中n變電所照明總安裝數(shù)量由220kV變電所設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得，10kV電壓等級(jí)的變電所所用變壓器采用額定容量為630kVA的變壓器。雙電源供電，兩臺(tái)所用變互為備用，一臺(tái)事故后，另一臺(tái)采用自動(dòng)切換裝置帶本所所有負(fù)荷

20、。所選型號(hào)的具體參數(shù)見表1-4-1o表1-4-1S9-630/10型電力變壓器參數(shù)一覽表型號(hào)額定容量(kVA)額定電壓(kV)阻抗電壓(%)接組高低S9-630/10630100.44.5Y,yn0第2章電氣主接線設(shè)計(jì)2.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則與要求SDJ2-88220500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，變電所的主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件的總數(shù)等條件確定。弁綜合考慮供電的可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約、擴(kuò)建方便等要求。2.1.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則1 .不同電壓等級(jí)的輸送功率和輸送距離，見表2-1-1表2-1-1不同電壓等

21、級(jí)的輸送功率和輸送距離電壓等級(jí)(kV)輸送功率(MW)輸送距離(kM)100.222061101050150502201005003001002 .主接線的設(shè)計(jì)原則在滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線。在110kV變電所中，當(dāng)出線為兩回時(shí)，一般采用橋型接線;當(dāng)出線不超過四回時(shí)，一般采用單母線分段接線；當(dāng)樞紐變電所的出線在四回及以上時(shí)，一般采用雙母線。在610kV變電所中，一般采用單母線接線或單母線分段接線。2.1.2電氣主接線的設(shè)計(jì)要求電氣主接線的設(shè)計(jì)要求1 .可靠性(1)斷路器停電檢修時(shí)，對(duì)供電的影響程度。(2)進(jìn)線或出線回路故障，斷路器拒動(dòng)時(shí)停電范圍和停電

22、時(shí)間。(3)線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)的回?cái)?shù)以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。2 .靈活性(1)滿足接線過度的靈活性。一般變電所都是分期建設(shè)的，從初期接線到最終接線的形成，中間要經(jīng)過多次擴(kuò)建主接線的設(shè)計(jì)要考慮接線過度過程中停電范圍最小。設(shè)備的搬遷最少或不進(jìn)行設(shè)備搬遷。(2)滿足處理事故的靈活性。變電所內(nèi)部或系統(tǒng)發(fā)生故障后，能迅速地隔離故障部分，盡快恢復(fù)供電的方便性和靈活性，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。(3)調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。3 .經(jīng)濟(jì)性主接線設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足可靠性和靈活性的前提下盡量投資省

23、、占地面積少、電能損耗少。(1)投資省。主接線要簡(jiǎn)單清楚，節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；使斷電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜； 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； 如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kV及以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)易電器。(2)占地面積小。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積最少。(3)電能損失少。在變電所中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。2.2主接線方案的確定2.2.1 各電壓等級(jí)的主接線方案設(shè)計(jì)1.本變電

24、所各電壓等級(jí)下的功率計(jì)算10kV總功率為：=24.6+19.7=44.3MW110kV總功率為：=127+87=214MW220kV總功率為:=44.3+214=258.3MW2.本變電所各電壓等級(jí)回路數(shù)統(tǒng)計(jì)220kV進(jìn)線5回，其中1回備用；110kV出線10回，另外2回備用，共12回；10kV出線14回，另外2回備用，共16回。3.根據(jù)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求和原則，對(duì)原始資料進(jìn)行分析，擬訂以下接線方案，見表2-2-1。表2-2-1各電壓等級(jí)主接線設(shè)計(jì)方案電壓等級(jí)方案一方案二220kV雙母雙母單分段110kV雙母單母分段10kV單母單母分段2.2.2主接線方案的比較與確定1.220kV側(cè)主接

25、線比較方案一雙母：方案二雙母單分段:兩個(gè)方案比較如下，見表2-2-2o表2-2-2220kV主接線設(shè)計(jì)方案比較方案一方案二可罪性優(yōu)點(diǎn)：雙母線接線供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷。當(dāng)一組母線故障時(shí)能迅速恢復(fù)供電。缺點(diǎn)：增加一組母線，每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。當(dāng)母線故障和檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作?？梢酝ㄟ^在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置來解決。優(yōu)點(diǎn)：雙母線單分段與雙母線有相似之處，它是在雙母線的一條母線上增加了分段斷路器。另外還在兩母線之間增加了一組母聯(lián)斷路器和隔離開關(guān)。這種接線方式客服了雙母線存在的全停電的可能性的缺點(diǎn)，

26、縮小了故障的停電范圍并提高了接線的可靠性。缺點(diǎn):接線復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤探作。靈活性根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行需要，各元件可以靈活地接到任意母線上供電。對(duì)于母線檢修故障處理帶來極大的方便，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各其靈活性和雙母線相比有較大的提高，它可以再分段母線的任意分段上進(jìn)行供電。各電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某段母線上，當(dāng)種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需母線斷路器故障時(shí)也可以不停電O要。便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路需要方便向母線左右任意方向擴(kuò)建，均單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分不影響兩組母線電源和負(fù)荷的均開單獨(dú)接至一組母線上。勻分配。使用6臺(tái)斷路器，增加一組使用8臺(tái)斷路器，與方案I相母線使每回線路就需要增加一組比其增加了

27、兩組斷路器和隔離開母線隔離開關(guān)，增加了配電裝置關(guān)增加了設(shè)備的投資，其經(jīng)濟(jì)性較的占地面積和工程投資。差。在本次設(shè)計(jì)中，220kV斷路器采用六氟化硫斷路器，具檢修周期長(zhǎng)可靠性高，且出線回?cái)?shù)少，當(dāng)一同線路停運(yùn)時(shí)另一回路繼續(xù)供電仍能滿足要求。綜合考慮可靠性、技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性后，本變電所220kV側(cè)采用雙母線接線。2.110kV側(cè)主接線比較方案一雙母:方案二單母分段:兩個(gè)方案比較如下，見表2-2-3。表2-2-3110kV主接線設(shè)計(jì)方案比較方案I方案II可罪性優(yōu)點(diǎn)：雙母線接線供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而可、致使供電中斷。當(dāng)一組母線故障時(shí)能迅速恢復(fù)供電。缺點(diǎn)：增加一組母線

28、，每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。當(dāng)母線故障和檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作?？梢酝ㄟ^在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置來解決。優(yōu)點(diǎn)：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，有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：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。當(dāng)出線為雙回路時(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。因此可靠性較低。靈活性根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行需要，各元件可以靈活地接到任意母線上供電。對(duì)于母線檢修故障處理帶來極大的方便，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)

29、中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開單獨(dú)接至一組母線上。在每一個(gè)元件故障或檢修均要造成停電，由于沒有其它回路可以切換不能實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)度。因此，單母分段接線靈活性較差，只適合于供電要求/、身的場(chǎng)所。經(jīng)濟(jì)性使用13臺(tái)斷路器，增加一組母線使每回線路就需要增加一組母線隔離開關(guān)，增加了配電裝置的占地面積和工程投資使用13臺(tái)斷路器。投資相對(duì)較少。綜合考慮可靠性、技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性后，本變電所110kV側(cè)采用雙母線接線.3.10kV側(cè)主接線比較方案一單母：方案二單母分段:兩個(gè)方案比較如下，見表2-2-4。表2-2-410kV主接線設(shè)計(jì)方案比較力某一力某一可靠性

30、優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)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。缺點(diǎn)：不夠可靠。當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電。優(yōu)點(diǎn)：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，后兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。靈活性不夠靈活，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。靈活性相對(duì)較局。經(jīng)濟(jì)性使用16臺(tái)斷路器，投資比使用17臺(tái)斷路器，投資相對(duì)較少。點(diǎn)。綜合考慮可靠性、技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性后，本變電所10kV側(cè)采用單母分段接線。因此，電氣主接線選擇方案為：220kV為雙母,110kV為雙母，10

31、kV為單母分段第3章短路電流計(jì)算3.1短路計(jì)算的一般規(guī)定和基本假設(shè)短路電流計(jì)算方法按照DL/T5222導(dǎo)體和電氣選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定的附件一一短路電流實(shí)用計(jì)算及結(jié)合參考文獻(xiàn)電力系統(tǒng)分析來完成。1.短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)短路電流的計(jì)算中，常采用以下假設(shè)和原則：(1)正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；(2)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；(3)系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流以及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱：定子三相繞組空間位置相差120度電角度;(4)電力系統(tǒng)中，各個(gè)器件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小變化而變化；(5)同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁

32、裝置(包括強(qiáng)行勵(lì)磁)；(6)短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；(7)不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；(8)除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，器件的電阻都忽略不計(jì)；(9)器件的參數(shù)都取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍：(10)輸電線的電容略去不計(jì)，用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。2.一般規(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)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃內(nèi)容計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(一般為本工程建成后五至十年)。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，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

33、時(shí)，對(duì)不帶電抗器同路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的點(diǎn)。(3)導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。3.2短路電流的計(jì)算本次短路計(jì)算中，選取了三個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，220kV母線、110kV母線和10kV母線上各一個(gè)。短路類型定為對(duì)系統(tǒng)影響最為嚴(yán)重的三相短路。短路點(diǎn)選取見圖3-2-1。Xs：%Xl220KV10KVvXt，Xt11.A|.jX.Si力r,XXXi/X*X1SaXTr1OKV11OKVfl圖3-2-1等效電路圖短路計(jì)算過程見附錄1。短路計(jì)算結(jié)果如下表（表3-2-1）表3-2-1短路電流計(jì)算結(jié)果表短路路占中八流、kA穩(wěn)態(tài)電流周期分量有效值4.9

34、885.81645.957沖擊電流13.0514.805116.988第4章電氣設(shè)備的選擇4.1 電器選擇的一般要求電氣設(shè)備的選擇，是根據(jù)DL/T5222導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定中的有關(guān)規(guī)定確定的。電器選擇的一般原則，應(yīng)滿足以下要求：1 .應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；4 .與整個(gè)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)盡量減少品種；6 .選用的新產(chǎn)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。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。4.2 斷路器的選擇4.2.1 斷路器的選擇原則高

35、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、斷路器比少油斷路器可靠性更好，維護(hù)工作量更少，火弧性能更高，目前得到普遍推廣，故一般采用斷路器，10kV采用少油斷路器。斷路器的選擇，應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇：1 .額定電壓：一電網(wǎng)工作電壓2 .一最大持續(xù)工作電流3 .額定開斷電流：一實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量(有效值)高壓斷路器的額定開斷電流4 .額定關(guān)合電流：5 .額定動(dòng)穩(wěn)定電流：6 .額定熱穩(wěn)定電流：一穩(wěn)態(tài)三相短路電流斷路器t秒熱穩(wěn)定電流1.220kV主變壓器側(cè)及220kV母聯(lián)斷路器的選擇(1)由原始資料知：=0.772(kA)選才?LW2-220

36、型斷路器，其具體參數(shù)見表4-2-1。表4-2-1LW2-220型高壓六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(kA)額走開斷電流(kA)額定關(guān)合電流(峰值)(kA)4s熱穩(wěn)定電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)(kA)全開斷時(shí)間(s)LW2-2202202.540100401000.05(2)校驗(yàn)：開斷電流校驗(yàn)：滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流計(jì)算時(shí)間即：一短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)t=得滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：=13.05kA.二滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。因此，所選斷路器符合要求。2.110kV主變壓器側(cè)及110kV母聯(lián)斷路器的選擇(1)由原始資料知：選才?LW11-110型斷路器，其具體參數(shù)見表4

37、-2-2。表4-2-2LW11-110型高壓六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(kA)額定開斷電流(kA)額定關(guān)合電流(峰值)(kA)3s熱穩(wěn)定電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)(kA)全開斷時(shí)間(s)LW11-1101101.631.58031.5800.05(2)校驗(yàn)：開斷電流校驗(yàn)：kA滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流計(jì)算時(shí)間即：=X0.15=5.074()得滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。因此，所選斷路器符合要求。3.10kV主變壓器側(cè)及10kV母線分段斷路器的選擇(1)由原始資料知：選擇西門子3AH3187-4型斷路器，其具體參數(shù)見表4-2-3表4-2-33A

38、H3187-4型斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(kA)額定開斷電流(kA)額定短路關(guān)合電流(kA)3s熱穩(wěn)定電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)(kA)開斷時(shí)間(s)3AH3187-412250125501250.075(2)校驗(yàn)：開斷電流校驗(yàn)：=45.957滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流計(jì)算時(shí)間即：=0.52+0.075=1.075s=()X3=7500()得滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。因此，所選斷路器符合要求。4.10kV出線側(cè)斷路器選擇(1)由原始資料知：選擇西門子3AH3187-2型斷路器，其具體參數(shù)見表4-2-4表4-2-43AH3187-2型斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)

39、表型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(kA)額定開斷電流(kA)額定短路關(guān)合電流(kA)3s熱穩(wěn)定電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)(kA)開斷時(shí)間(s)3AH3187-2121.2550125501250.075(2)校驗(yàn)：開斷電流校驗(yàn)：=45.957滿足要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流計(jì)算時(shí)間即：=0.5+0.075=0.575s=()X3=7500()得滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。因此，所選斷路器符合要求。5.本變電所斷路器的選擇結(jié)果如表4-2-5所示。表4-2-5斷路器選擇結(jié)果表器件電壓等級(jí)(kV)型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(kA)額定開斷電流(kA)額定短路關(guān)合電流(kA)熱穩(wěn)定電

40、流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)(kA)開斷時(shí)間(s)220LW2-2202202.54010040(4s)1000.05斷LW11-1131.51101101.631.580800.05路0(3s)器3AH31870.07101225012550(3s)125-4510出線側(cè)3AH3187-2121.255012550(3s)1250.9。電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測(cè)量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求。2 .本變電所設(shè)計(jì)中，110kV及220kV電壓等級(jí)均采用電容式電壓互感器，10kV電壓等級(jí)采用單相油浸絕緣式電壓互感器。因此電壓互感器的選擇結(jié)果如表4-4-1。表4-4-1電壓互感器選擇結(jié)果表安設(shè)

41、備型號(hào)額定電額士7E額定一額定二次電壓(kV)額定輸裝地占八、容量(pF)電壓(kV次電壓(kV)主二次繞組剩余電額7E電壓比(kV)額7E準(zhǔn)確級(jí)組合出組合(VA)壓繞組220kV進(jìn)2CVT-500022220/0.1/0./0.10.5/3P100/10線T-5P010及出線22100/100k2CVT-1000022220/0.1/0./0.10.2/0.5/0.5/0/100/VT-10P013P100母線110k1CVT-110.100/10VT-20P200000110/0.1/1/0.10.2/0.5/3P0/100母線110kV出線1CVT-T-10P10000110110/0.

42、1/0.1/0.10.5/3P100/10010kV母JSJW-0.線1010100.11/0.5120及3出線4.4.2電流互感器的選擇1 .電流互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇和校驗(yàn)：(1) 一次額定電壓：0一電流互感器安裝處一次回路工作電壓一電流互感器額定電壓(2) 一次額定電流：一電流互感器安裝處一次回路最大工作電流一電流互感器的原邊額定電流(3)二次額定電流GB1208-1987規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的電流互感器二次電流為1A和5A。電流互感器的二次額定電流采用1A還是5A,需經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。采用1A時(shí)，電流互感器本身的投資略有增加，而電流互感器回路的控制電纜投資減少；相反，采用5A時(shí)，電流互感器本身的投資降低，而二次電纜的投資會(huì)增加。(4)準(zhǔn)確等級(jí)電流互感器準(zhǔn)確等級(jí)的確定與電壓互感器相同，需先知電流互感器二次回路接測(cè)量?jī)x表的類型及對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求最高的表計(jì)來選擇。(5)熱穩(wěn)定電流：t或(t=1)短路