變電所畢業(yè)設(shè)計設(shè)計

1、湘西二次變電所設(shè)計摘 要本次畢業(yè)設(shè)計是60KV二次降壓變電所電氣工程（部分）初步設(shè)計。 本次設(shè)計除了摘要、畢業(yè)設(shè)計書之外，還詳細的說明了各種設(shè)備選擇的最基本的要求和原則依據(jù)。 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求，設(shè)計過程中完成了主變選擇、電氣主接線的擬定、短路計算、電氣設(shè)備選擇、配電裝置的規(guī)劃、繼電保護和自動裝置的規(guī)劃和防雷保護的規(guī)劃等主要工作。變壓器的選擇包括：主變壓器的臺數(shù)、容量、型號等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定；電氣主接線主要介紹了電氣主接線的重要性、設(shè)計依據(jù)、基本要求、各種接線形式的優(yōu)缺點以及主接線的比較選擇，并制定了適合本所要求的主接線。變電所用接線包括：變電所接線的總要求以及變電所母線接線設(shè)計。短路

2、電流計算是最重要的環(huán)節(jié)，因為它是變電所許多重要電氣設(shè)備選擇校驗的重要依據(jù)。本論文詳細的介紹了短路電流計算的目的、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計算、網(wǎng)絡(luò)變換、以及各短路點的計算等知識。高壓電氣設(shè)備的選擇包括母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器的選擇原則和要求，并對這些設(shè)備進行校驗和產(chǎn)品相關(guān)介紹 。在被此設(shè)計中，我們對主變壓器和10KV母線進行了繼電保護設(shè)計。根據(jù)本論文所介紹的高壓配電裝置的設(shè)計原則、要求和60KV的配電裝置，決定此次設(shè)計對本廠采用普通中型布置。變電所的防雷保護則主要針對避雷針和避雷器的設(shè)計。關(guān)鍵詞 電氣主接線，主變壓器，電氣設(shè)備選擇，繼電保護AbstactThis grad

3、uate design is a Substation Two Times Electrical Engineering (part) Design. Whole thesis besides summary graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most basic request that equipments choose with principle according to. The choice of the transformer includes: Main tra

4、nsformer use the main technique in number, capacity, model number etc. Designing in the process completing lord changing choice, electricity lord connecting linear draw- up, short circuit computing, electricity equipments choosing, going together with electricity equipping, after give or get an elec

5、tric shock the protection with the programming of the automatic device with defend protective programming in thunder etc. For this year, electric power is in international community energy with economy develop of the function increases increasingly, it have become modern the society is practical the

6、 most widely and need the quickest energy.Change the reasonable design that give or get an electric shock are a with developments very constituting the part importantly.Inset data of the transformer to really settle; The electricity lord connected the line to introduce primarily the electricity lord

7、 connects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of merit and shortcoming and lords that connect the line form connects the linear choosing more, the lord that combine to establish the in keeping with my plant the request connects the line; The factory connects wit

8、h the electricity the line includes: The factory connect the linear total request and factory to connect the line design with the mother line with the electricity. The short-circuit galvanometer is regarded as the most important link, this thesis introduced the calculating purpose in short-circuit e

9、lectric current, assumption term, general provision, the calculation, network transformation of a parameter detailed, and each calculation etc. knowledge that short circuit order; The choice of the high pressure electricity equipments includes the mother line, high pressure breaks the road machine a

10、nd insulate the switch, electric current to feels with each other the machine, electric voltage feels with each other the choice principle of the machine, high pressure switch cabinet with request, and proceed to these equipments the school check with the related introduction in product. But go toge

11、ther with the design principle of the electricity device, request to go together with the electricity device with 60 KV according to this thesis a high pressure for introducing, decide this time design to adopt the cent the usually medium-sized arranging to the my plant. power plant with change to g

12、ive or get an electric shock a design for defending thunder protecting then primarily aiming at lightning rod with lightning arrester. Key Words substation，Short circuit calculation ,the choice of the equipment，relay protectioI湘西二次變電所設(shè)計第一部分 說明書1 變電所設(shè)計原則（1） 待設(shè)計的變電所應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程中有關(guān)條例來進行設(shè)計，以保證待設(shè)計變電所可以安全

13、供電。（2） 變電所的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行黨的有關(guān)方針、政策。設(shè)計中不斷總結(jié)實踐經(jīng)驗，在保證安全運行、經(jīng)濟合理的條件下，力求接線簡化、布置緊湊和逐步提高自動化水平，并積極慎重地采用新技術(shù)。（3） 本規(guī)程使用于電壓為35330千伏，每臺變壓器容量為5000千伏安及以上新建變電所的設(shè)計，擴建工程的設(shè)計可參照執(zhí)行。電壓為35千伏，每臺變壓器容量為16004000千伏安新建變電所的設(shè)計，可參照本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，但應(yīng)予以適當(dāng)簡化。（4） 變電所應(yīng)根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行設(shè)計。樞紐變電所連接的電源數(shù)和回路數(shù)，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)運行的安全和經(jīng)濟等條件確定。（5） 變電所的所址應(yīng)符合下列要求：1） 接近負荷

14、中心；2） 不占或少占農(nóng)田；3） 便于各級電壓線路的引入和引出。架空線路走廊應(yīng)與所址同時確定；4） 交通運輸方便；5） 具有適宜的地質(zhì)條件（例如避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶等）；如所址是有礦藏的地區(qū)，應(yīng)征得有關(guān)部門的同意，避開有危巖和易發(fā)生滾石的場所；6） 盡量不設(shè)在空氣污穢地區(qū)，否則應(yīng)采取防污措施或設(shè)在污源的上逢側(cè)；7）  110330千伏變電所的所址標高宜在百年一遇的高水位之上，35KV變電所的所址標高宜在50年一遇的高水位之上，否則應(yīng)有防護措施；8） 所址不應(yīng)為積水淹沁，山區(qū)變電所的防洪措施應(yīng)滿足泄洪要求；9） 具有生產(chǎn)和生活用水的可靠水源；10） 適當(dāng)考慮職工生活上的方便

15、；11） 確定所址時，應(yīng)考慮對鄰近設(shè)施的影響。（6） 所區(qū)內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊合理，充分利用地形，并應(yīng)考慮便于擴建。為了減少所區(qū)內(nèi)占地面積或當(dāng)所區(qū)面積受限制時，配電裝置中應(yīng)盡量采用減少占地的電器，或在布置上采用高型或半高型方式等。（7） 所區(qū)的豎向布置，應(yīng)符合下列要求：1） 盡量利用原有自然地形，減少土石方量，且不致減少擴建時填、挖土石的困難；2） 建筑物的標高，基礎(chǔ)埋深、路基和管線埋深，應(yīng)互相配合建筑物的屋內(nèi)地面一般高出屋外地面150300毫米，并根據(jù)地質(zhì)條件考慮沉降量；3） 所區(qū)應(yīng)有排水措施，各地段的設(shè)計坡度不應(yīng)小于0.5%；4） 所區(qū)地面坡度不應(yīng)超過8%；如土質(zhì)易受沖刷，不宜超過

16、5%，必要時可采用其他措施，如階梯形布置等，但應(yīng)便于所內(nèi)運輸。（8） 在裝有同步調(diào)相機的變電所中，冷卻塔或噴水池與主變壓器、屋外配電裝置 和建筑物間的距離不應(yīng)小于規(guī)定的數(shù)值。冷卻塔或噴水池應(yīng)盡量布置在主變壓器、屋外配電裝置和建筑物的冬季主導(dǎo)風(fēng)的下風(fēng)側(cè)。（9） 地下管線一般與道路平行布置。如地下管線和道路交叉，其交叉長度應(yīng)為最短。（10） 各種底下管線之間和地下管線與建筑物、構(gòu)筑物道路之間的最小凈距，應(yīng)根據(jù)敷設(shè)和檢修的要求、建筑物基礎(chǔ)的構(gòu)造，管線的埋設(shè)深度、檢修井的位置及當(dāng)?shù)仄渌麠l件確定。（11） 地下管線一般采用直埋敷設(shè)。110330千伏變電所一般設(shè)在給、排水管；所區(qū)內(nèi)建有水井的35千伏變電所

17、，一般不設(shè)給水管道，但變電所附近已有公用給水管道者除外。（12） 變電所應(yīng)有道路與外部公路連接，其路面寬度一般不小于3.5米。變電所內(nèi)應(yīng)設(shè)置環(huán)行道路或回車道，環(huán)行道路面寬度一般為3 米。由變電所大門至主變壓器的道路可適當(dāng)加寬。所區(qū)內(nèi)、外道路一般采用中級路面或次高級路面。（13） 變電所沒應(yīng)設(shè)巡視小道，并可利用電纜、溝蓋板作為部分巡視道。2 10kV線路導(dǎo)線的選擇2.1 10kV線路導(dǎo)線的選擇除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體（20m以下）按最大長期工作電流選擇截面外，其余導(dǎo)體的截面一般按經(jīng)濟密度選擇。本變電所采用經(jīng)濟密度選擇12回出線架空線的方法。2.1.1 最大長期工作電流選擇的計算母線所在回路

18、的最大長期工作電流，應(yīng)不大于導(dǎo)體長期發(fā)熱的允許電流，即 （2.1）式中 相對于母線允許溫度和標準環(huán)境下導(dǎo)體長期允許電流；K綜合修正系數(shù)。2.1.2 截面積的選擇按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面可使年計算費用最低，年計算費用包括電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的年電能損耗費，導(dǎo)體投資和折舊費，利息等。綜合這些因素，使年計算費用最小時所對應(yīng)的導(dǎo)體截面稱為導(dǎo)體的經(jīng)濟截面，對應(yīng)的電流密度稱為經(jīng)濟電流密度。由于年電能損耗費與年最大負荷利用小時，經(jīng)濟電流密度J與有關(guān)。導(dǎo)體的經(jīng)濟截面，對應(yīng)的電流密度稱為經(jīng)濟電流密度。由于年電能損耗費與年最大負荷利用小時數(shù)有關(guān)，經(jīng)濟電流密度J與有關(guān)。給出了的關(guān)系，在給定的的情況下在圖中可查到J值

19、。導(dǎo)體的經(jīng)濟截面可由下式?jīng)Q定： （2.2）式中 正常工作時的最大長期工作電流； J經(jīng)濟電流密度，A/。在選擇導(dǎo)線截面時，應(yīng)該盡量接近按式計算所得到的截面，當(dāng)無合適規(guī)格的導(dǎo)體時，為節(jié)約投資，允許選擇小于經(jīng)濟截面的導(dǎo)體。修正系數(shù)k值計算式為： （2.3）式 所在地區(qū)的最高溫度，；裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度，；導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度，一般取，；導(dǎo)體80的載流量，A。此設(shè)計10KV側(cè)負荷表提供了各負荷的最大負荷利用小時數(shù)，同時從經(jīng)濟角度考慮，此設(shè)計采用經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體。負荷供電分單回路和雙回路，與其所對應(yīng)的計算式為：單回路： （2.4） 雙回路： （2.5） 2.2 導(dǎo)線校驗2.2.1 電阻

20、的修正根據(jù)所選導(dǎo)線截面積可以查取相應(yīng)的20時的電阻值，但在計算過程中我們所用的是25時的電阻值，因此在進行校驗前應(yīng)先對電阻進行修正，其計算公式為： （2.6）式中 30時的電阻值；20時的電阻值；導(dǎo)線電阻溫度系數(shù)，對銅、鋁、鋼芯鋁線，=0.0036。2.2.2 導(dǎo)體長期允許載流量校驗在選擇電器時，還要考慮電器安裝地點的環(huán)境條件。周圍環(huán)境溫度不等時，其長期允許電流可按照下式進行修正： （2.7）我國生產(chǎn)的裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度，如環(huán)境溫度高于時，其允許電流一般可按照每增高一度，額定電流減少1.8。進行修正；當(dāng)環(huán)境底于時，環(huán)境溫度每降低，額定電流可增加0.5%，但增加幅度最多不的超過原額定電流的20

21、%。2.2.3 電壓損耗的校驗輸電線路首端和末端電壓的絕對值之差稱為“電壓損失”。電壓損耗有兩部分組成，即，式中第一部分與有功功率和電阻有關(guān)，第二部分與無功功率和電抗有關(guān)，而這些因素對電壓損耗的影響程度是有電網(wǎng)的特性決定的。此設(shè)計要求所有用戶10kV線路入口處電壓不超過8，負荷單回路、雙回路供電時，電壓損耗的計算式分別如下: 單回路： （2.8） 雙回路： （2.9）2.2.4 長期發(fā)熱校驗出線的載流量在不同溫度下有不同的值，因此在進行長期發(fā)熱校驗時應(yīng)先進行溫度修正，使其滿足在最高溫度下的載流量大于等于最大長期工作電流。 （2.10）2.2.5 有功損耗及無功損耗在正常的工作條件下，導(dǎo)線必然有

22、一定的有功損耗和無功損耗，這就要求我們在計算時要考慮這部分損耗，同時在進行無功補償時也要計算這部分損耗，其計算公式如下： （2.11） （2.12）根據(jù)以上條件，本所12條出線架空線選擇情況如下表：表1-1 10KV導(dǎo)線參數(shù)列表序號負荷名稱導(dǎo)線型號導(dǎo)線阻抗(A)r(/km)X(/km)1冷飲廠LGJ-70/100.42170.492.172972水泥廠LGJ-120/70.24220.4122.224173鞋帽廠LGJ-120/200.24960.4149.694154汽車廠LGJ-95/150.30580.4116.683655糧食加工廠LGJ-95/150.30580.4113.67365

23、6針織廠LGJ-95/150.30580.492.13657高壓設(shè)備廠LGJ-120/70.24220.4127.234173 主變壓器臺數(shù)的確定3.1 主變壓器臺數(shù)的確定從10kV側(cè)的負荷表中可以看出，每個負荷出線為單回路和雙回路，負荷可以按雙回路進行分配。主變壓器在滿足用戶負荷容量的條件下，還應(yīng)考慮檢修、故障情況下的容量備用。為了保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺主變，但一般不超過兩臺主變，當(dāng)只有一個電源或變電所的一級負荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺主變。因此，本次設(shè)計的變電所采用兩臺主變壓器。3.2 主變壓器的選擇原則 為了保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺主變。當(dāng)只有一個

24、電源或變電所的一級負荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺主變。根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程SKJ16185有關(guān)規(guī)定：凡有兩臺及以上主變的變電所，其中一臺事故停運后，其余主變?nèi)萘繎?yīng)保證供應(yīng)該所全部負荷的70%，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷。根據(jù)供配電設(shè)計手冊P50頁規(guī)定，選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮下列原則：（1） 應(yīng)滿足供電的可靠性要求。對供有在量一、二級負荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，當(dāng)一臺故障或檢修時，另一臺能對一、二級負荷繼續(xù)供電。（2） 對季節(jié)負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可采用兩臺變壓器。（3） 對于集中負荷較大的情況，雖為三級負荷，也

25、應(yīng)采用兩臺及以上的變壓器。（4） 在確定變電所主變壓器參數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。（5） 綜上所述，本變電所設(shè)計的主變壓器臺數(shù)應(yīng)裝設(shè)兩臺。3.3 主變壓器的選擇對一般性變電所，當(dāng)一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的70%80%，所以主變的容量可按(式4.1)選擇： （4.1）式中 所有廠的計算負荷。設(shè)計時，是總降低壓變電所低壓側(cè)母線上的計算負荷。 （4.2） （4.3） （4.4）式中 有功同時系數(shù);無功同時系數(shù)。經(jīng)計算，根據(jù)變壓器選擇原則，確定選擇兩臺SF9-12500/60的主變，其技術(shù)參數(shù)如下表：表4.1 變壓器參數(shù)型號額定容量(kV.A)電壓組合聯(lián)接組別

26、空載損耗(W)負載損耗(W)空載電流(%)阻抗電壓(%)尺寸(mm)軌距(mm)高壓(kV)分接范圍低壓(kV)長寬高SF9-12500/601250060+8×1.25%10.5YN，d1116800598501.095400373047201475SF9-12500/60其型號含義：風(fēng)冷式，設(shè)計序號為9，高壓繞組電壓60Kv，額定容量為12500kV.A三相電力變壓器3.4 校驗高壓側(cè)功率因數(shù)確定主變?nèi)萘亢?，還需要校驗高壓側(cè)的功率因數(shù)是否滿足要求。為了求得所有最大負荷的功率因數(shù)校驗，所有廠的總計算負荷應(yīng)為降壓變電所低壓側(cè)母線上的計算負荷與主變壓器的功率損耗之和。變壓器的有功損耗：

27、 （4.5）變壓器的無功損耗： （4.6） （4.7） （4.8） （4.9）式中 三相繞組變壓器總有功功率損耗； 三相繞組變壓器總無功功率損耗。補償后總平均功率因數(shù) （4.10）式中 所有負荷補償后的視在平均計算負荷，kV.A。若補償后總平均功率因數(shù)不滿足要求，還需要進行無功補償，補償后需再次確定變壓器容量，重新計算功率因數(shù)直到滿足需求，則最終選擇的變壓器容量作為設(shè)計結(jié)果。若考慮在變壓器的二次側(cè)加電容器進行補償，則在選定變壓器前應(yīng)減掉補償?shù)臒o功功率，加電容器后應(yīng)再次經(jīng)過計算保證變電所的功率因數(shù)達到0.9以上。 （3.3）4 靜電電容器的選擇工業(yè)企業(yè)電力用戶中，絕大部分用電設(shè)備都具有電感性，需

28、要從電力系統(tǒng)吸取無功功率，用電設(shè)備功率降低之后，在有功功率需要量保持不變情況下，無功功率需要量便增加，這樣將帶來許多不良后果。（1） 增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗；（2） 使電力系統(tǒng)內(nèi)的電器設(shè)備容量不能充分利用；（3） 功率因數(shù)過底還將使線路的電壓損耗增大，負荷端的電壓就要下降，甚至低于允許偏移值。4.1 補償前功率因數(shù)的計算方法供電局用有功電能和無功電能計算的均權(quán)功率因數(shù)來確定功率因數(shù)，用平均有功功率和平均無功功率計算的平均功率因數(shù)和一致，因此用總平均功率來確定工業(yè)企業(yè)功率因數(shù)。補償前總平均功率因數(shù)計算公式如下： （3.1）式中 ，全企業(yè)的有功平均計算負荷、無功平均計算負荷

29、，kW、 kV.A；有功，無功的月平均負荷系數(shù)；企業(yè)補償前的視在平均計算負荷kV.A；,總降壓變電所10kv出線上的計算負荷分別相加后，乘以各自最大負荷的同時系數(shù)Kp或Kq。 4.2 靜電電容器容量和個數(shù)的確定4.2.1 計算功率因數(shù)根據(jù)設(shè)計要求，變電所的平均功率因數(shù)應(yīng)達到0.9以上，則需計算出補償前的變電所平均功率因數(shù)，若低于0.9，則還需在低壓母線上裝設(shè)無功功率補償裝置，以提高變電所的平均功率因數(shù)。本設(shè)計采用靜電電容集中補償?shù)难a償方式，用靜電電容器作為無功補償以及提高功率因數(shù)的用戶，其電力電容器的補償容量可用下式確定。 （3.2） 式中 tan,tan補償前后均權(quán)功率因數(shù)角的正切值。 4.

30、2.2 選擇電容器因為，本所低壓母線采用單母分段接線，所以電力電容器的個數(shù)應(yīng)為6的倍數(shù)，且采用三角型連接，因為電容器集中補償在降壓變電所二次側(cè)且主變壓器一般為兩臺，為了使兩臺變壓器補償均勻分布，此外電容器臺數(shù)不易過多。本所選用24臺容量為200kV.A的電容器，電容器型號為BWF11/-200-1W型，其技術(shù)參數(shù)如下表：表3.1 BWF11/-200-1W電容器的技術(shù)參數(shù)型號規(guī)格額定電壓（kV）標稱容量（kV.Ar）標稱電容（F）相數(shù)外形尺寸長*寬*高（mm）重量(kg)BWF10.52001W10.52005.771700*174*1010120BWF11/2001W電容器型號含義：烷基苯浸

31、復(fù)合介質(zhì)，額定電壓10.5kV，額定電容200kV.A，單相，戶外并聯(lián)電容器。4.2.3 補償后低壓母線上的平均功率因數(shù)實際補償容量為計算補償后的功率因數(shù)是，應(yīng)減去補償容量，則，補償后的功率因數(shù)為。 （3.3）5 變電所電氣主接線選擇5.1 主接線的設(shè)計原則5.1.1 考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。5.1.2 考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。

32、應(yīng)根據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回路數(shù)。5.1.3 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。本變電所為保證可靠性和靈活性，主接線采用高壓側(cè)內(nèi)橋接線，低壓側(cè)單母分段接線。5.2 主接線設(shè)計的基本要求5.2.1 可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀

33、標準是運行實踐。評價主接線可靠性的標準是：（1） 斷路器檢修時是否影響供電；（2） 線路、斷路器或母線故障和檢修時，停運線路的回路數(shù)和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。（3） 變電所全部停運的可能性。（4） 有些國家以每年用戶不停電時間的百分比來表示供電可靠性，先進的指標都在99.9%以上。5.2.2 靈活性主接線的靈活性有以下幾方面要求：（1） 調(diào)度要求。可以靈活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下，檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。（2） 檢修要求?？梢苑奖愕赝＿\斷路器、母線及繼電保護設(shè)備進行安全檢修，且不致影響對用戶的供電。（3） 擴建

34、的要求?？梢匀菀椎膹难a期過渡到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。5.2.3 經(jīng)濟性經(jīng)濟性主要是指投資省，占地面積小和能量損失小。5.3 電氣主接線的選擇5.3.1 主接線的預(yù)定方案根據(jù)主接線設(shè)計必須滿足供電可靠性、保證電能質(zhì)量、滿足靈活性和方便性、保證經(jīng)濟性的原則，高壓側(cè)預(yù)選良兩種方案，低壓側(cè)預(yù)選兩種方案，初步擬定四種主接線方案（1） 低壓側(cè)有兩種預(yù)選方案第一方案：單母線接線，接線方式如圖(5.1a)所示。在圖中，所有的電源和引出線都經(jīng)過斷路器QF和隔離開關(guān)QS接在母線上。斷路器QF用來接通和切斷電路。隔離開關(guān)QS則在停電檢修斷路器時，形成一個明顯的斷口以保證與帶電部分隔離。

35、這種接線的優(yōu)點是：接線簡單清晰，操作方便，設(shè)備少，投資小，隔離開關(guān)僅用于檢修，不作為操作電器，不容易發(fā)生誤操作；缺點：母線和母線隔離開關(guān)檢修或故障時將造成全部回路停電，出線斷路器檢修時，該回路將停電，由于這種接線的可靠性和靈活性較差，所以它主要用于小容量的發(fā)電廠和變電所中。第二方案：單母分段接線，接線方式如圖(5.1b)所示。這種接線有兩組母線用分段斷路器連接，電源和出線分別接在兩母線側(cè)且要分配平均。單母線分段接線兩種運行方式。第一種：正常運行時分段斷路器DQF是段開的，在DQF上安裝有備用電源自動投入裝置，當(dāng)一任電源失電,電源斷路器段開后， DQF自動接通,保證全部線路的繼續(xù)供電；第二種：正

36、常運行時, DQF是接通的，任一母線故障, DQF段開，保證非故障段母線可以正常工作。圖5.1 低壓側(cè)主接線方案圖（a）單母接線；（b）單母分段接線 結(jié)論經(jīng)兩種接線方式的比較，單母線分段比單母線運行可靠性和靈活性有較大的提高，為了運行的可靠性和靈活性低壓側(cè)采用的是單母線分段的接線方式。（2） 高壓側(cè)有兩種預(yù)選方案當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條線路時，可以采用橋型接線。橋型接線有工作可靠、靈活，使用的電器少，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)展為單母線分段或雙母線接線。因此廣泛使用在220及以下的變電所中，具有二路電源的工廠企業(yè)變電所也普遍采用，還可以作為建設(shè)初期的過渡接線。第一方案：60

37、kV側(cè)采用內(nèi)橋接線，接線方式如圖(5.1a)所示。這種接線連接橋斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)。內(nèi)橋接線的特點：線路的投入和切除比較方便。當(dāng)線路發(fā)生故障時，僅線路斷路器斷開，不影響其他回路運行。但當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開，從而影響了一回未發(fā)生故障線路的運行。由于變壓器是少故障元件，一般不經(jīng)常切換，因此，系統(tǒng)中應(yīng)用內(nèi)橋接線較多，以利于線路的運行操作。所以內(nèi)橋接線適用于較長的線路和變壓器不需要經(jīng)常切換的場合。第二方案：60kV側(cè)采用外橋接線, 接線方式如圖(5.2b)所示。這種接線連接橋斷路器接在線路斷路器的外側(cè)。外僑接線的特點：線路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的場合。當(dāng)線路

38、發(fā)生故障時，需動作與之連接的兩臺斷路器，從而影響一臺未發(fā)生故障的變壓器運行。此外,當(dāng)兩條線路間穿越功率時，也應(yīng)采用外僑接線，因為這時的穿越功率僅通過橋斷路器。如果采用內(nèi)橋接線，則穿越功率不僅要通過橋斷路器，而且還通過二組線路斷路器，其中任意一臺斷路器檢修或故障時，都將影響穿越功率的傳送。結(jié)論本變電所選用兩臺變壓器，高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線，方便線路的投切。圖5.2 高壓側(cè)主接線方案圖（a）內(nèi)橋接線；（b）外橋接線QF橋短路斷器5.3.2 主接線方案的確定本設(shè)計采用變電所供電給重要用戶時，一般裝設(shè)兩臺變壓器。當(dāng)高壓側(cè)有兩回電源線路時，可采用橋型接線，低壓側(cè)為單母線分段接線。由此從預(yù)選方案中低壓側(cè)選單母

39、線分段，高壓側(cè)選內(nèi)橋接線。接線5.3所示。圖5.3 電氣主接線方案圖5.4 電氣主接線圖為了保證變電所的正常運行，需要加裝許多裝置。（1） 在連接橋上加裝電壓互感器，在橋斷路器上加裝電流互感器。（2） 在母線側(cè)加裝電壓互感器，在分段斷路器上加裝電流互感器。（3） 在母線上還要加裝電容器組以保證功率因數(shù)值。（4） 變壓器還要加裝避雷器，保護變壓器。電氣主接線圖見附圖A-1所示。6 短路電流的計算6.1短路電流計算的目的（1） 電氣主接線的比選；（2） 選擇導(dǎo)體和電器；（3） 確定中性點接地方式；（4） 計算軟導(dǎo)體的短路搖擺；（5） 確定分裂導(dǎo)線間隔棒間距；（6） 驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓

40、；（7） 選擇繼電保護裝置和進行整定計算。結(jié)論本設(shè)計計算短路電流的目的是選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備。6.2 短路計算條件和原則（1） 正常工作時三相系統(tǒng)對稱運行。（2） 所有電源的電動勢相位角相同。（3） 系統(tǒng)中同步異步電動機均為理想電機，不考慮電機磁飽和磁滯渦流及導(dǎo)體肌膚效應(yīng)等影響,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱，定子三相繞組空間位置差120°電角。（4） 電氣系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。（5） 電氣系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中50%負荷在高壓母線，50%負荷在系統(tǒng)側(cè)。（6） 同步發(fā)電機具有自動調(diào)整勵磁裝置。（7） 短路發(fā)生在短路電流為最大瞬間。（8）

41、 不考慮短路點電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。（9） 除計算短路電流衰減時間和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外,元件的阻抗略去不計。（10） 元件的計算參數(shù)都取其額定值。（11） 輸電線路的電容略去。（12） 用概率統(tǒng)計法制定短路電流運算曲線。6.3 短路計算的一般規(guī)定（1） 驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開關(guān)電流所用的短路電流，確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)該按照僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。（2） 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流,在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響。（3） 在選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算，計算短路點應(yīng)選擇在正常方式時短

42、路電流為最大的地點。（4） 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。6.4 短路計算步驟6.4.1 短路電流計算的基準值短路電流的計算通常采用標幺值進行近似計算。若取基準容量、各級基準電壓為其平均額定電壓，則各電壓等級的基準電流和基準電抗可以計算出，變電所60kV側(cè)基準電壓，10kV側(cè)基準電壓。計算短路電流時所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡化模型，即，忽略負荷電流不計個元件電阻，也不計送電線路的電納及變壓器的導(dǎo)納。6.4.2 三相短路電流電抗標么值變換雙繞組變壓器： （6.1）電力線路L的電抗計算公式： （6.2）式中 UK（%）變壓器阻抗電壓百分值；X 輸電線路單位長度阻抗值，一般

43、取x=0.4；L 輸電線路長度；UN、IN、SN額定電壓、額定電流、額定功率；SB 假設(shè)基準容量，一般取SB=100MVA；線路的平均額定電壓。短路計算簡化圖（詳見計算書-短路計算部分）6.4.3 三相短路沖擊電流和最大有效值電流計算 短路電流周期分量有效值 （6.3） （6.4）三相短路時，沖擊電流： （6.5） 式中 沖擊系數(shù)，(1) 沖擊電流的有效值 （6.6）(2) 沖擊電流瞬時值 （6.7）(3) 短路容量 （6.8）6.4.4 畫等值阻抗圖 圖5-1 系統(tǒng)等值阻抗圖6.5 各點發(fā)生短路時的分析6.5.1 高壓側(cè)點發(fā)生三相短路時的等值電抗圖6.5.2 高壓側(cè)點發(fā)生三相短路時的等值電抗

44、圖6.5.3 高壓側(cè)點發(fā)生三相短路時的等值電抗圖比較上述情況可知，高壓側(cè)點發(fā)生短路時，等值電抗最小，短路電流最大。6.5.4 低壓側(cè)點發(fā)生三相短路時的等值電抗圖5.3.5 低壓側(cè)點發(fā)生三相短路時的等值電抗圖6.5.6 低壓側(cè)點發(fā)生三相短路時的等值電抗圖比較上述情況可知，低壓側(cè)點發(fā)生短路時，等值電抗最小，短路電流最大。7 電氣設(shè)備的選擇7.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則（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)境條件校驗。（3） 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。（4） 與整個工程的建設(shè)標準應(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

45、有可靠的試驗依據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合理，在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時應(yīng)經(jīng)上級批準。7.2 斷路器的選擇高壓斷路器，是高壓系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一，高壓斷路器能在負荷的情況下接通或斷開電路，在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時迅速切斷短路電流。（1） 按額定電壓選擇高壓斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓,即： （7.5）（2） 按額定電流選擇高壓斷路器的額定電流應(yīng)大于它的最大持續(xù)工作電流,即 （7.6）（3） 按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流不應(yīng)小于實際開斷瞬間的短路電流周期,即 （7.7）（4） 按額定關(guān)合電流選擇斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流的最大沖擊值,即 （7.8

46、）（5） 動穩(wěn)定校驗高壓斷路器的極限通過電流峰值應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流 （7.9）（6） 熱穩(wěn)定校驗高壓斷路器的短時允許發(fā)熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流發(fā)出的熱量 （7.10） 根據(jù)以上要求,參照計算書中的計算數(shù)據(jù),確定60kV側(cè)選擇斷路器的型號為：型，該斷路器的主要參數(shù)見表7.1所示：表7.1 斷路器參數(shù)表型號UN (kV)IN (A)開斷電流（kA）開斷容量MVA動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）4S固有分閘時間（S）合閘時間（S）SW263/160063160020250050200.080.5型號含義：戶外用少油斷路器，設(shè)計序號為2，額定電壓63kV, 額定電流1600

47、A。根據(jù)以上要求,參照計算書中的計算數(shù)據(jù),確定10kV側(cè)選擇斷路器的型號為：ZN2810型，該斷路器的主要參數(shù)見表7.2所示：表7.2 10kV側(cè)斷路器參數(shù)表型號UN （kV）IN （A）開斷電流（kA）開斷容量（MVA）極限通過電流峰值（kA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）（kA）固有分閘時間（S）合閘時間（S0550.0110630203005050200.0550.01型號含義：真空戶內(nèi)斷路器，設(shè)計序號為28，額定電壓10kV，額定電流1000A。7.3 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器。它需要與斷路器配套使用，但隔離

48、開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的工作特點是在有電壓、無負荷電流情況下，分、合電路。其主要作用是：隔離電壓、倒閘操作、分、合小電流。隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定效驗的項目相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流和短路關(guān)合電流的效驗。其它計算數(shù)據(jù)與斷路器選擇時的計算數(shù)據(jù)完全相同。經(jīng)過計算書中數(shù)據(jù)計算與分析比較，本次設(shè)計的變電所高壓側(cè)隔離開關(guān)選擇，型，該隔離開關(guān)的主要參數(shù)見表7.3所示：表7.3 型隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流606005014型號含義：戶外改進型隔離開關(guān)，設(shè)計

49、序號為5，額定電壓60kV，額定電流600A。經(jīng)過計算書中數(shù)據(jù)計算與分析比較，本次設(shè)計的變電所10kV側(cè)隔離開關(guān)選擇，GN81 0型，該隔離開關(guān)的主要參數(shù)見表7.4所示：表7.4 10kV側(cè)隔離開關(guān)的的技術(shù)參數(shù)表型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流峰值（kA）熱穩(wěn)定電流（5S）（kA）GN8-10/10001010007530GN8-10/4001040040147.4 電流互感器的選擇電流互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對6-10kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35kV及以上配電裝置，宜采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。（1） 種類和型式的選擇根據(jù)安裝的場所和使用條件，選擇電流互感器的絕緣結(jié)構(gòu)（澆注式、瓷絕緣式、油侵式等）、安裝方式（戶內(nèi)、互外、裝入式、穿墻式等）、結(jié)構(gòu)型式（多匝式、單匝式、母線式等）、測量特性（測量用、保護用、具有測量暫態(tài)的特性等）。（2） 按額定電壓選擇電流互感器的額定電壓不小于裝設(shè)電流互感器回路所在電網(wǎng)的額定電壓。（3） 按額定電流選擇電流互感器的一次額定電流不小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)電流。電流互感器的二次額定電流，可根據(jù)二次負荷的要求分別選擇5A或1A等。（4） 按準確度等級選擇電流互感器的準確度等級應(yīng)符合其二次測量儀表、繼電保護等的要求。（5） 校驗熱