地方降壓變電站電氣一次系統(tǒng)初步設(shè)計-畢業(yè)論文

1、地方降壓110KV變電站電氣一次系統(tǒng)初步設(shè)計摘要隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設(shè)計也有了更高、更完善的要求。設(shè)計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場所。作為電能傳輸與控制的樞紐

2、，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。110kV變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔(dān)負的任務(wù)及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進行負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。同時進行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進行短路電流計算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線，進行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設(shè)計包括了：（1）總

3、體方案的確定（2）短路電流的計算（3）高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)接線方案選擇（4）防雷保護等內(nèi)容。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。關(guān)鍵詞： 變電站；輸電系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；高壓網(wǎng)Local step-down transformer substations electrical system designABSTRACTAlong with the economic development and the modern industry develop

4、ments of quick rising, the design of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the higher and

5、more perfect request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it is close with the

6、 economic performance and the safety of the people. The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function o

7、f transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern

8、electric power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.The region of 110-voltage effect many fields and should consider many problems. Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, choose the ad

9、dress, make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current,

10、choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) the calculation of the short-circuit electric current . (3) the design of an el

11、ectric shock the system design to connect with system and the choice of line project .(4) the contents to defend the thunder and so on. Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the

12、power. Key words：Substation; Transmission System; Distribution; High Voltage Network目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc264371968 摘要 PAGEREF _Toc264371968 h I HYPERLINK l _Toc264371969 ABSTRACT PAGEREF _Toc264371969 h II HYPERLINK l _Toc264371970 前言 PAGEREF _Toc264371970 h 1 HYPERLINK l _Toc26437197

13、1 原始數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc264371971 h 2 HYPERLINK l _Toc264371972 一、主變壓器容量、臺數(shù)及形式的選擇 PAGEREF _Toc264371972 h 43 HYPERLINK l _Toc264371973 1 概述 PAGEREF _Toc264371973 h 43 HYPERLINK l _Toc264371974 2 主變壓器臺數(shù)的選擇 PAGEREF _Toc264371974 h 43 HYPERLINK l _Toc264371975 3 主變壓器容量的選擇 PAGEREF _Toc264371975 h 53 HYPERLIN

14、K l _Toc264371976 主變?nèi)萘康拇_定計算 PAGEREF _Toc264371976 h 54 HYPERLINK l _Toc264371977 4主變壓器型式的選擇 PAGEREF _Toc264371977 h 64 HYPERLINK l _Toc264371978 主變壓器相數(shù)的選擇 PAGEREF _Toc264371978 h 64 HYPERLINK l _Toc264371979 繞組數(shù)的選擇 PAGEREF _Toc264371979 h 64 HYPERLINK l _Toc264371980 主變調(diào)壓方式的選擇 PAGEREF _Toc264371980

15、h 75 HYPERLINK l _Toc264371981 連接組別的選擇 PAGEREF _Toc264371981 h 75 HYPERLINK l _Toc264371982 容量比的選擇 PAGEREF _Toc264371982 h 76 HYPERLINK l _Toc264371983 主變壓器冷卻方式的選擇 PAGEREF _Toc264371983 h 86 HYPERLINK l _Toc264371984 二、電氣主接線選擇 PAGEREF _Toc264371984 h 107 HYPERLINK l _Toc264371985 1概述 PAGEREF _Toc264

16、371985 h 107 HYPERLINK l _Toc264371986 可靠性 PAGEREF _Toc264371986 h 107 HYPERLINK l _Toc264371987 靈活性 PAGEREF _Toc264371987 h 107 HYPERLINK l _Toc264371988 經(jīng)濟性 PAGEREF _Toc264371988 h 107 HYPERLINK l _Toc264371989 2主接線的接線方式選擇 PAGEREF _Toc264371989 h 118 HYPERLINK l _Toc264371990 單母線接線 PAGEREF _Toc264

17、371990 h 118 HYPERLINK l _Toc264371991 單母分段 PAGEREF _Toc264371991 h 118 HYPERLINK l _Toc264371992 單母分段帶旁路母線 PAGEREF _Toc264371992 h 118 HYPERLINK l _Toc264371993 橋形接線 PAGEREF _Toc264371993 h 118 HYPERLINK l _Toc264371994 一個半斷路器（3/2）接線 PAGEREF _Toc264371994 h 129 HYPERLINK l _Toc264371995 雙母接線 PAGERE

18、F _Toc264371995 h 129 HYPERLINK l _Toc264371996 雙母線分段接線 PAGEREF _Toc264371996 h 129 HYPERLINK l _Toc264371997 3主接線比較選擇 PAGEREF _Toc264371997 h 1310 HYPERLINK l _Toc264371998 三、短路電流計算 PAGEREF _Toc264371998 h 2616 HYPERLINK l _Toc264371999 1 概述 PAGEREF _Toc264371999 h 2616 HYPERLINK l _Toc264372000 2短

19、路計算的目的及假設(shè) PAGEREF _Toc264372000 h 2616 HYPERLINK l _Toc264372001 短路電流計算是變電所電氣設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié) PAGEREF _Toc264372001 h 2616 HYPERLINK l _Toc264372002 短路電流計算的一般規(guī)定 PAGEREF _Toc264372002 h 2616 HYPERLINK l _Toc264372003 短路計算基本假設(shè) PAGEREF _Toc264372003 h 2717 HYPERLINK l _Toc264372004 基準值 PAGEREF _Toc264372004

20、h 2717 HYPERLINK l _Toc264372005 短路電流計算的步驟 PAGEREF _Toc264372005 h 2717 HYPERLINK l _Toc264372006 3計算變壓器各繞組電抗 PAGEREF _Toc264372006 h 2818 HYPERLINK l _Toc264372007 4計算系統(tǒng)及線路阻抗 PAGEREF _Toc264372007 h 2919 HYPERLINK l _Toc264372008 5等值網(wǎng)絡(luò) PAGEREF _Toc264372008 h 2919 HYPERLINK l _Toc264372009 四、電氣設(shè)備的選

21、擇 PAGEREF _Toc264372009 h 3222 HYPERLINK l _Toc264372010 1概述 PAGEREF _Toc264372010 h 3222 HYPERLINK l _Toc264372011 一般原則 PAGEREF _Toc264372011 h 3322 HYPERLINK l _Toc264372012 技術(shù)條件 PAGEREF _Toc264372012 h 3322 HYPERLINK l _Toc264372013 2斷路器的選擇 PAGEREF _Toc264372013 h 3423 HYPERLINK l _Toc264372014 按

22、開斷電流選擇 PAGEREF _Toc264372014 h 3423 HYPERLINK l _Toc264372015 短路關(guān)合電流的選擇 PAGEREF _Toc264372015 h 3423 HYPERLINK l _Toc264372016 斷路器選擇計算 PAGEREF _Toc264372016 h 3424 HYPERLINK l _Toc264372017 3隔離開關(guān)的選擇 PAGEREF _Toc264372017 h 3827 HYPERLINK l _Toc264372018 隔離開關(guān)選擇計算 PAGEREF _Toc264372018 h 3928 HYPERLIN

23、K l _Toc264372019 4高壓熔斷器的選擇 PAGEREF _Toc264372019 h 4231 HYPERLINK l _Toc264372020 按額定電壓選擇 PAGEREF _Toc264372020 h 4231 HYPERLINK l _Toc264372021 按額定電流選擇 PAGEREF _Toc264372021 h 4231 HYPERLINK l _Toc264372022 高壓熔斷器的計算 PAGEREF _Toc264372022 h 4231 HYPERLINK l _Toc264372023 5互感器的選擇 PAGEREF _Toc2643720

24、23 h 4332 HYPERLINK l _Toc264372024 電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc264372024 h 4332 HYPERLINK l _Toc264372025 電流互感器的計算 PAGEREF _Toc264372025 h 4433 HYPERLINK l _Toc264372026 電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc264372026 h 4737 HYPERLINK l _Toc264372027 電壓互感器計算 PAGEREF _Toc264372027 h 4838 HYPERLINK l _Toc264372028 6母線的選擇 PA

25、GEREF _Toc264372028 h 4939 HYPERLINK l _Toc264372029 裸導(dǎo)體的選擇條件選擇和校驗 PAGEREF _Toc264372029 h 5039 HYPERLINK l _Toc264372030 母線及電纜截面的選擇 PAGEREF _Toc264372030 h 5039 HYPERLINK l _Toc264372031 110kV、35kV、10kV側(cè)母線及其10kV側(cè)電纜出線選擇計算 PAGEREF _Toc264372031 h 5039 HYPERLINK l _Toc264372032 7支持絕緣子及穿墻套管的選擇 PAGEREF

26、_Toc264372032 h 5645 HYPERLINK l _Toc264372033 支持絕緣子的選擇 PAGEREF _Toc264372033 h 5645 HYPERLINK l _Toc264372034 支持絕緣子的計算 PAGEREF _Toc264372034 h 5645 HYPERLINK l _Toc264372035 穿墻套管的選擇 PAGEREF _Toc264372035 h 5746 HYPERLINK l _Toc264372036 穿墻套管的計算 PAGEREF _Toc264372036 h 5746 HYPERLINK l _Toc264372037

27、 8主變壓器之間的消弧線圈 PAGEREF _Toc264372037 h 5747 HYPERLINK l _Toc264372038 9電抗器選擇 PAGEREF _Toc264372038 h 5847 HYPERLINK l _Toc264372039 10經(jīng)濟性比較 PAGEREF _Toc264372039 h 5847 HYPERLINK l _Toc264372040 五、電氣總平面布置及配電裝置的選擇 PAGEREF _Toc264372040 h 6050 HYPERLINK l _Toc264372041 1概述 PAGEREF _Toc264372041 h 6050

28、HYPERLINK l _Toc264372042 2高壓配電裝置的選擇 PAGEREF _Toc264372042 h 6150 HYPERLINK l _Toc264372043 六、防雷設(shè)計規(guī)劃 PAGEREF _Toc264372043 h 6454 HYPERLINK l _Toc264372044 1防雷保護的設(shè)計 PAGEREF _Toc264372044 h 6454 HYPERLINK l _Toc264372045 2主變中性點放電間隙保護 PAGEREF _Toc264372045 h 6554 HYPERLINK l _Toc264372046 3避雷器的選擇 PAGE

29、REF _Toc264372046 h 6554 HYPERLINK l _Toc264372047 4避雷針的選擇 PAGEREF _Toc264372047 h 6756 HYPERLINK l _Toc264372048 5 保護全面積的校驗 PAGEREF _Toc264372048 h 6857 HYPERLINK l _Toc264372049 6 接地網(wǎng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc264372049 h 6857 HYPERLINK l _Toc264372050 接地體的設(shè)計 PAGEREF _Toc264372050 h 6958 HYPERLINK l _Toc2643

30、72051 6.2 典型接地體接地電阻計算 PAGEREF _Toc264372051 h 6958 HYPERLINK l _Toc264372052 接地網(wǎng)設(shè)計計算 PAGEREF _Toc264372052 h 6958 HYPERLINK l _Toc264372053 參考文獻 PAGEREF _Toc264372053 h 7261 HYPERLINK l _Toc264372054 設(shè)計圖紙說明 PAGEREF _Toc264372054 h 7362 HYPERLINK l _Toc264372055 致謝 PAGEREF _Toc264372055 h 7463前言目前，我國

31、城市電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng)正進行大規(guī)模的改造，與此相應(yīng)，城鄉(xiāng)變電所也正不斷的更新?lián)Q代。我國電力網(wǎng)的現(xiàn)實情況是常規(guī)變電所依然存在，小型變電所，微機監(jiān)測變電所，綜合自動化變電所相繼出現(xiàn)，并得到迅速的發(fā)展。然而，所有的變化發(fā)展都是根據(jù)變電設(shè)計的基本原理而來，因此對于變電設(shè)計基本原理的掌握是創(chuàng)新的根本。本畢業(yè)設(shè)計是在完成本專業(yè)所有課程后進行的綜合能力考核。內(nèi)容為110kV終端變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計，正是最為常見的常規(guī)變電所，并根據(jù)變電所設(shè)計的基本原理設(shè)計，務(wù)求掌握常規(guī)變電所的電氣一次系統(tǒng)的原理及設(shè)計過程。通過對原始資料的分析、主接線的選擇及比較、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇及校驗、線路圖的繪制以及避

32、雷器、避雷針的選擇等步驟、最終確定了110kV變電站所需的主要電器設(shè)備、主接線圖以及變電站防雷保護方案。通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅鞏固了專業(yè)知識，而且培養(yǎng)了我們運用所學(xué)知識去分析和解決與本專業(yè)相關(guān)的實際問題的能力。由于本人掌握的知識有限、又無設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計中難免存在不足及錯誤，懇請各位老師和同學(xué)批評指正。原始數(shù)據(jù)1、變電站類型：地方降壓變電站2、電壓等級： 110/35/10kV3、負荷情況：35kV：最大3740MW，最小25MW，Tmax = 65005000小時，cos= 0.8510kV：最大2520MW，最小1712MW，Tmax = 60005000小時，cos負荷性質(zhì)：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城

33、鄉(xiāng)生活用電Tmax= 5400小時4、出線情況：(1) 110kV側(cè)：2回（架空線） LGJ185/15020km；(2) 35kV側(cè)：68回（架空線）(3) 10kV側(cè)：812回（電纜出線4回）。5、系統(tǒng)情況：(1) 系統(tǒng)經(jīng)雙回線給變電所供電；該變電所除供地區(qū)負荷外，還承擔(dān)鄰近變電所能量的傳輸。x*(2) 系統(tǒng)110kV母線電壓滿足常調(diào)壓要求；(23) 系統(tǒng)110kV母線短路電流標幺值為25（B100MVA）(3) 35kV和10kV對端無電源。6、環(huán)境條件：(1)最高溫度40，最低溫度-30，年平均溫度20；(2)土壤電阻率 400歐米；(3)當?shù)乩妆┤?40日/年。7. 根據(jù)需要，可自行

34、補充其它有關(guān)資料一、主變壓器容量、臺數(shù)及形式的選擇1 概述在各級電壓等級的變電所中，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，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)，同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量造的過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，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荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。在生產(chǎn)上電力變壓器制成

35、有單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時，要根據(jù)原始資料和設(shè)計變電所的自身特點，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟性來選擇主變壓器。 選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電所以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數(shù)及容量。2 主變壓器臺數(shù)的選擇由原始資料可知，我們本次所設(shè)計的變電所是郊區(qū)110kV降壓變電所，它是以110kV受功率為主。把所受的功率通過主變傳輸至35kV及10kV母線上，再將電能分配出去。因此選擇主變臺數(shù)時，要確保供電的可靠性。為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器?？紤]到兩臺主變同時發(fā)生故障機率較小。適用遠

36、期負荷的增長以及擴建，而當一臺主變壓器故障或者檢修時，另一臺主變壓器可承擔(dān)60%70%的負荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。3 主變壓器容量的選擇主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪摵桑?10年規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮遠期1020年的負荷發(fā)展，對于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當與城市規(guī)劃相結(jié)合，該所最大負荷給定，所以應(yīng)按最大總負荷來選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在過負荷能力后允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷，對一般性能的變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓

37、器容量應(yīng)保證全部負荷的60%80%，該變電所是按70%全部負荷來選擇。因此，裝設(shè)兩臺變壓器變電所的總裝容量為： 當一臺變壓器停運時，可保證對60%負荷的供電，考慮變壓器的事故過負荷能力為40%，則可保證98%負荷供電，而高壓側(cè)110kV母線的負荷不需要通過主變倒送，因為，該變電所的電源引進線是110kV側(cè)引進。其中，中壓側(cè)及低壓側(cè)全部負荷需經(jīng)主變壓器傳輸至各母線上。因此主變壓器的容量為：主變?nèi)萘康拇_定計算本設(shè)計任務(wù)中110kV側(cè)電源為無限大系統(tǒng)，該側(cè)的2回出進線負荷功率由該無限大系統(tǒng)供給，不需通過主變傳送；35kV側(cè)最大負荷3740MW，最小負荷25MW,功率因數(shù)為0.85，該側(cè)共68回出線，

38、需要由兩臺主變壓器供電。10kV側(cè)的最大負荷2520MW，最小負荷1712kV側(cè)系統(tǒng)通過主變來傳送。因此，在正常運行情況下，主變傳送的最大總?cè)萘繛?260MVA。已知35kV側(cè)最大負荷3740MW ，, 10kV側(cè)最大負荷為2520MW，,由計算可知單臺主變的最大容量為：則 所以，選擇兩臺50MVA的變壓器并列運行。4主變壓器型式的選擇當不受運輸條件限制時，在330kV以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。而選擇主變壓器的相數(shù)時，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計變電所的實際情況來選擇。單相變壓器組，相對來講投資大，占地多，運行損耗大，同時配電裝置以及斷電保護和二次接線的復(fù)雜化，也增加了維護及倒閘操作的工作量。

39、本次設(shè)計的變電所，位于市郊區(qū)，負責(zé)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)用電，不受運輸?shù)臈l件限制，故本次設(shè)計的變電所選用三相變壓器。在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設(shè)備，比相對的兩臺雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。自耦變壓器，它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流增大，以及干擾繼電保

40、護和通訊，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，還有電的聯(lián)系，所以，當高壓側(cè)發(fā)生過電壓時，它有可能通過串聯(lián)繞組進入公共繞組，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，它同樣進入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓。由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有共同的接地中性點，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護的裝設(shè)與普通變壓器不同。自耦變壓器，高中壓側(cè)的零序電流保護，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)計的變電所所需裝設(shè)兩臺變壓器并列運行。電網(wǎng)電壓波動范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會影響調(diào)

41、度的靈活性和零序保護的可靠性。而自耦變壓器的變化較小，由原始資料可知，該所的電壓波動較大，故不選擇自耦變壓器。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，雖然它的短路阻抗較大，當?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時，很大的電流向一側(cè)繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機械應(yīng)力。分裂變壓器中對兩端低壓母線供電時，如果兩端負荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設(shè)計的變電所，受功率端的負荷大小不等，而且電壓波動范圍大，故不選擇分裂變壓器。普通三繞組變壓器：價格上在自耦變壓器和

42、分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護的需求。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動。它的供電可靠性也高。所以，本次設(shè)計的變電所，選擇普通三繞組變壓器。為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性，110kV及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標準：1)樞紐變電所二次側(cè)母線的運行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定，可為電網(wǎng)額定電壓的1倍，在日負荷最大、最小的情況下，其運行電壓控制在水平的波動范圍不超過10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%。2)電網(wǎng)任一點的運行電壓，在任何情況下嚴禁超過電網(wǎng)最高電壓，變電所一次側(cè)母線的運行電壓正常情況

43、下不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%100%。調(diào)壓方式分為兩種，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)，另一種是帶負荷切換稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達30%。由于該變電所的電壓波動較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。1)35kV側(cè)：2)10kV側(cè)：3)因35kV側(cè)大于變壓器容量的30%，故可選主變?nèi)萘勘葹?00/100/50或100/100/100。但考慮到為使各繞組能夠充分利用，在這里應(yīng)選用100/100/100。主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強迫油循環(huán)風(fēng)冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。考慮到冷卻系統(tǒng)的供

44、電可靠性，要求及維護工作量，首選自然風(fēng)冷冷卻方式。綜合以上，確定所選變壓器型號：SFSZ850000/110。二、電氣主接線選擇1概述主接線是變電所電氣設(shè)計的首要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系。我國變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程SDJ2-79規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運行可靠，簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資

45、等要求，便于擴建?？煽啃园踩煽渴请娏ιa(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。主接線可靠性的具體要求：1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要求保證對一級負荷全部和大部分二級負荷的供電；3）盡量避免變電所全部停運的可靠性。1.2靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性：1）為了調(diào)度的目的，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)在事故運行方式，檢修方式以及特殊運行方式下的調(diào)度要求；2）為了檢修的目的：可以方便地停運斷路器，母線及繼電保

46、護設(shè)備，進行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運行或停止對用戶的供電；3）為了擴建的目的：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)備裝置等所需的改造為最小。1.3經(jīng)濟性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理：1）投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護不過復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設(shè)備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡單電器；2）占地面積小，主接線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

47、不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。3）電能損失少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。2主接線的接線方式選擇電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它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、運行方便，有利于安裝和擴建。而本所各電壓等級進出線均超過四回，采用有母線連接。單母線接線雖然接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優(yōu)點，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）等故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當一段母

48、線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺主變壓器。用斷路器，把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；有兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，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，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建，單母分段適用于：110220kV配電裝置的出線回路數(shù)為34回，3563kV可配電裝置的出線回路數(shù)為48回，610kV配電裝置出線為6

49、回及以上，則采用單母分段接線。這種接線方式：適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為35110kV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋式接線，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：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除情況。外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟運行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。一個半斷路器（3/2）接線兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母上組成一個半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運行靈活性，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

50、接線和繼電保護的復(fù)雜性，且投資大。它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時，不裝設(shè)“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。對于，110220kV輸送功率較多，送電距離較遠，其斷路器或母線檢修時，需要停電，而斷路器檢修時間較長，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110220kV雙母線接線的配電裝置中，當出線回路數(shù)達7回（110kV）或5回（220kV）時，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路母線。雙母線分段，可以分段運行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)

51、技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。而較容易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu)點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當連接的進出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段。為了保證雙母線的配電裝置，在進出線斷路器檢修時（包括其保護裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。3主接線比較選擇由設(shè)計任務(wù)書給定的負荷情況：110kV進線2回，35kV出線68回，10kV出線812回，該變電所主接線可以采用以下六種方案進行比較：方案1圖2-1此方案110kV側(cè)、35kV側(cè)和10kV側(cè)均選用單母線分段接線。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器

52、自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，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，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建。故此方案可靠性較高，也較經(jīng)濟，可以考慮此方案。方案2圖2-2此方案110kV側(cè)選用內(nèi)橋接線，35kV側(cè)選用雙母線接線，10kV側(cè)選用單母線分段接線。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時，采用內(nèi)橋式接線。當變壓器故障時，需停相應(yīng)的線路。使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點。所以110kV側(cè)和10kV側(cè)可靠性較高，也比較經(jīng)濟。35kV側(cè)選用的雙母線接線，它具有供

53、電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。但是不夠經(jīng)濟，故不選用此方案。方案3圖2-3此方案110kV側(cè)選用內(nèi)橋接線，35kV側(cè)和10kV側(cè)選用單母線分段接線。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時，采用內(nèi)橋式接線。當變壓器故障時，需停相應(yīng)的線路。使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點。故此方案可靠性和經(jīng)濟性都較高，可以考慮此方案。方案4圖2-4此方案110kV側(cè)和10kV側(cè)均選用單母線分段接線，可靠性和經(jīng)濟性都較高，35kV側(cè)選用雙母線接線，可靠性較高，但是不夠經(jīng)濟，故不選用此方案。方案5圖2-5此方案110kV側(cè)和10kV側(cè)均

54、選用單母線分段接線，可靠性和經(jīng)濟性都較高，35kV側(cè)選用單母線分段帶旁路母線接線，可靠性較高，但是不夠經(jīng)濟，故不選用此方案。方案6圖2-6此方案110kV側(cè)選用內(nèi)橋接線，10kV側(cè)選用單母線分段接線，可靠性和經(jīng)濟性都較高。35kV側(cè)選用單母線分段帶旁路母線接線，可靠性較高，但不夠經(jīng)濟。故不選用此方案。最后選出方案1和方案3進行進一步比較。三、短路電流計算1 概述在電力系的電氣設(shè)備，在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路，因為它們會破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運行。短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相

55、之間或相與地（對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。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)，其他類型的短路都是不對稱短路。電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，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)給以足夠的重視。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)備的穩(wěn)定性。2短路計算的目的及假設(shè)其計算目的是：1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接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，均需進行必要的短路電流計算。2

56、）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，這就需要進行全面的短路電流計算。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)線的相間和相對地的安全距離。4）按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。1）驗算導(dǎo)體和電器動穩(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)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510年）。確定短路電流計算時，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機的影響和電容補償

57、裝置放電電流的影響。3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短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。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）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；4）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負荷的影響；6）系統(tǒng)短路時是金屬性短路。高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方便選取如下基準值：基準容量： = 100MVA基準電壓：（kV

58、） 10.5 37 1151）計算各元件電抗標幺值，并折算為同一基準容量下；2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；3）選擇短路點；4）對網(wǎng)絡(luò)進行化簡，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的衰減求出電流對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名值。標幺值：有名值： 5）計算短路容量，短路電流沖擊值短路容量：短路電流沖擊值： 3計算變壓器各繞組電抗SFSZ8-50000/110的技術(shù)數(shù)據(jù)：表3-1主變壓器SFSZ8-50000/110技術(shù)數(shù)據(jù)型 號額定容量（kVA）額定電壓（kV）損 耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）連接組別高壓中壓低壓空載短路SFSZ850000/1105000011

59、081.25%15%1152250U12=10.5%U13=17%-18%U23=6.5%YNyn0d11取基準容量，基準電壓為110kV側(cè)35kV側(cè)10kV側(cè)則三繞組變壓器電抗分別為：但由于變壓器阻抗沒有負的，所以。4計算系統(tǒng)及線路阻抗系統(tǒng)110kV側(cè)母線短路電流標幺值為25，則110kV側(cè)母線短路電抗為；110kV側(cè)2回架空線為LGJ-185，長度為2420，則240線路電抗值為：，其標么值為：。5等值網(wǎng)絡(luò)圖3-1d1點短路時：等值網(wǎng)絡(luò)為圖3-2次暫態(tài)短路電流標幺值：次暫態(tài)短路電流有名值：沖擊電流：全電流最大有效值：短路容量：d2點短路時：等值網(wǎng)絡(luò)為圖3-3次暫態(tài)短路電流標幺值：次暫態(tài)短路

60、電流有名值：沖擊電流：全電流最大有效值：短路容量：d3短路時：等值網(wǎng)絡(luò)為圖3-4次暫態(tài)短路電流標幺值：次暫態(tài)短路電流有名值：沖擊電流：全電流最大有效值：短路容量：四、電氣設(shè)備的選擇1概述導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟的重要條件。在進行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需要。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按