光明60kv降壓變電所電氣部分設計-本科學位論文

光明60kV降壓變電所電氣部分設計PAGE50PAGE51中文摘要本畢業(yè)設計論文是光明60kV降壓變電所電氣部分初步設計。根據任務書的要求，對變壓器進行選擇包括：主變壓器的臺數(shù)、容量、型號等主要技術數(shù)據的確定；電氣主接線主要介紹了電氣主接先的重要性、設計依據、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，并制定了適合要求的主接線；短路電流計算是最重要的環(huán)節(jié)，本論文詳細的介紹了短路電流計算的目的、假定條件、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計算、網絡變換、以及各短路點的計算等知識；高壓電氣設備的選擇包括母線、高壓斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器的選擇原則和要求，并對這些設備進行校驗和產品相關介紹。而根據本論文所介紹的高壓配電裝置的設計原則、要求對60kV、10kV的配電裝置，決定此次設計60kV側采用分相中型布置、10kV側采用屋內配電布置。繼電保護和自動裝置的規(guī)劃，包括總則、自動裝置、一般規(guī)定主變壓器、線路、母線等設備的保護，而變電所的防雷保護則主要針對避雷針和避雷器的設計。此外，還繪制了變電所主接線、平面圖、斷面圖。關鍵詞：變電所短路計算電氣設備無功補償AbstractThisgraduatedesignthesisisaGuangMing60kVdecliningtopresstochangetogiveorgetanelectricshockanelectricitypartsoffirststepsdesign.Wholethesisbesidessummary,graduatetodesignthebookoutside,returnedtheexpatiationeverykindofmostbasicrequestthatequipmentschoosewiththeprincipleaccordingto.Thechoiceofthetransformerincludes:Themaintechniqueinnumber,capacity,modelnumber...etc.insetdataofthemaintransformerreallysettles;Theelectricitylordconnectedthelinetointroduceprimarilytheelectricitylordconnectsthelinearimportance,designaccordingto,thebasicrequest,everykindofmeritandshortcomingandlordsthatconnectthelineformconnectsthelinearchoosingmore,combiningthelordthatestablishedtheinkeepingwithrequestconnecttheline;Shortcircuitcurrentcalculationiscalculation,networktransformationthatthemostimportantlinkthatcalculationetc.knowledge,thisthesisintroducedthecalculatingpurpose,assumptioninshortcircuitcurrentterm,generalprovision,aparameterdetailedly,andeachshortcircuitorder;Thechoiceofthehighpressureelectricequipmentincludesthechoiceprincipleofthebusbar,highpressurecircuitbreaker,isolationswitch,currenttransformer,voltagetransformerwithrequest,andproceedtotheseequipmentsesestheschoolcheckwiththerelatedintroductioninproduct.Butgotogetherwiththedesignprinciple,requestthatelectricityequipaccordingtothisthesisahighpressureforintroducingtogotogetherwiththeelectricitydevicewiththe60kV,10kV,decidetobethistimetodesignasideadoptionthecentthemutuallymedium-sizedarranging,asideadoptioniscommonmedium-sizedarranging.Relayingprotectionwiththeprogrammingoftheautomaticdevice,includethetotalaprotectionfor,automaticdevice,generallyrulingmaintransformer,busbar...etc.equipments,butchangetogiveorgetanelectricshockadesignfordefendingthunderprotectionthenprimarilyaimingatlightningrodwithsurgearrester,lightningarrester.Inaddition,thelordconnectsthelineplan,topographicalplan,crosssectiondrawing.Keyword:substationshortcircuitcomputingelectricityequipmentreactivecompensation目錄TOC\o"1-2"\h\u4175中文摘要 I16223Abstract II10963引言 115741第一部分說明書 22460第一章原始資料分析 220318第二章主變壓器的臺數(shù)和容量的確定 372752.1主變臺數(shù)、容量的確定 3174702.2功率因數(shù)的補償及電容器的選擇 387072.3變壓器分接頭的選擇 516998第三章電氣主接線的選擇 6183923.1設計原則 622063.2設計的基本要求 610693.3一次接線兩種方案的比較 711033.4二次接線兩種方案的比較 726154第四章短路電流的計算 9106884.1短路電流計算的目的 9132424.2短路的基本類型 999904.3短路電流計算的基本假定 9110494.4一般規(guī)定 1039964.5計算步驟 10119934.6計算方法 10199224.7網絡化簡 115005第五章主要電氣設備的選擇 13205735.1一般原則 13199905.2母線的選擇 13240275.3高壓斷路器的選擇 14254535.4隔離開關的選擇 1412875.5電流互感器的選擇 15221325.6電壓互感器的選擇 156124第六章防雷保護規(guī)劃設計 17268746.1變電所的保護對象 17208296.2電工裝置的防雷保護 17291166.3防雷設計要求和所需資料 17326326.4防雷保護措施 1822381第七章繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設計 1989627.1繼電保護的配置 192767.2自動裝置的配置 2113019第二部分計算書 2220030第八章主變壓器臺數(shù)、容量和變比的確定 22276148.1變壓器容量的確定 22322118.2變壓器無功的補償 2263718.3變壓器分接頭的選擇 2424727第九章電氣主接線的選擇 2723491第十章路電流計算 282370010.1電抗標么值的計算 28193510.2短路計算 3012552第十一章電氣設備的選擇 352388911.1母線的選擇 35986611.2高壓短路器的選擇 371845411.3隔離開關的選擇 393007611.4電流互感器的選擇 412306311.5電壓互感器的選擇 421563511.610千伏側開關柜的選擇 4330572設計總結 472554致謝 4831631參考文獻 49引言本設計說明書是根據畢業(yè)設計的要求，針對光明60kV降壓變電所的。本次設計主要是二次變電所電氣部分的設計，并做出闡述和說明。本次設計，是我結束了函授本科學習，結合了各門專業(yè)知識和在讀期間實踐獲得的知識基礎上面完成的設計成果。說明書包括了變壓器的選擇，電氣主接線的設計，其它各種設備的選擇與校驗變電所繼電保護和自動裝置，防雷保護的規(guī)劃，以及必不可少的短路電流計算。第一部分說明書第一章原始資料分析一設計題目：光明60/10二次降壓變電所電氣部分設計二原始資料及依據（一）變電所概況介紹：待設計變電所位于某工業(yè)園區(qū)附近，主要負荷是工業(yè)負荷，有帶部分城市公用負荷。變電所一次側額定電壓66kV，二次側額定電壓10kV，60kV側有兩回進線，10kV側有配出線段12回線。所址地區(qū)地勢平坦，出線方便，交通運輸方便。，最高氣溫39℃，最低氣溫-14℃，年平均氣溫9℃。（二）變電所10kV側用戶負荷表序號負荷名稱最大負荷（kw）功率因數(shù)回路數(shù)長度出線方式Tmax(h)1化工線60000.9528架空線60002建材線50000.9529架空線50003機械線35000.95212架空線50004拖拉機線60000.9516架空線50005杜澤變電所18000.95210架空線45006汪家變電所60000.95110架空線45007沙嶺變電所60000.95110架空線45008南關變電所50000.95110架空線4500其他條件：1、線損率取5%。2、負荷的同時系數(shù)取0.95。3、要求變電所的平均功率因數(shù)補償?shù)?.9以上。4、總負荷中含重負荷（I、II類負荷）55%。最大負荷率利用時間為Tmax=6000小時。系統(tǒng)網絡圖如下所示：第二章主變壓器的臺數(shù)和容量的確定2.1主變臺數(shù)、容量的確定(1)為了保證供電的可靠性，變電所一般裝設兩臺主變壓器，如只有一個電源或變電所，可由中、低壓側電力網取得備用電源，可裝設一臺主變壓器。本次設計的友鄰變電所是60/10kV降壓變電所；(2)變電所中，主變壓器一般采用三相式變壓器，其容量應根據電力系統(tǒng)未來發(fā)展規(guī)劃進行選擇。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中，當一臺斷開時，其余主變壓器的容量至少能保證所供的全部一級負荷或為變電所全部負荷的60-75%，光明變電所主要是為工業(yè)負荷，又帶部分城市公用負荷，重要負荷占總負荷的55%，考慮線損5%；(3)變電所中的主變壓器在系統(tǒng)調壓有要求時，一般采用有載調壓變壓器，對于新建的變電所，從網絡經濟運行的觀點考慮，應注意選用無載調壓變壓器；(4)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，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有“Y”型和“△”型，高、中、低三側繞組如何組合要根據具體工程來確定；(5)根據計算，確定變壓器型號為SZ11-31500/63。主要參數(shù)如下。高壓：低壓：空載損耗：空載電流：負載損耗：阻抗電壓：連接組標號：Y/△—11本次設計的光明變電站采用2臺主變并列運行的方式。2.2功率因數(shù)的補償及電容器的選擇2.2.1提高功率因數(shù)的意義在工業(yè)企業(yè)的電力用戶，絕大部分用電設備都具有電感性，需要從電力系統(tǒng)吸取無功功率，架空線路的功率因數(shù)均小于1，特別是在空載情況下，功率因數(shù)會更低。用電設備功率因數(shù)降低之后，由于有功功率需要量保持不變，于是無功功率需要量增加，這將給電力系統(tǒng)帶來許多不良的后果。（1）增加電力網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)內的電氣設備容量不能得到充分利用；（3）功率因數(shù)過低，還將使線路的電壓損失增大，結果負荷端的電壓就要下甚至會低于允許偏移值，從而嚴重影響異步電動機及其他用電設備的正常運行。所以必須在低壓側裝設并聯(lián)補償電容器用以補償無功，提高功率因數(shù)。2.2.2并聯(lián)電容器組總容量確定(1)并聯(lián)補償電容器組的總容量應滿足所需的無功功率補償值，其中串聯(lián)組數(shù)應根據電力網和電容器的額定電壓確定；(2)串聯(lián)補償電容器組的容量應滿足補償度的要求，其中并聯(lián)臺數(shù)應按線路正常最大負荷電流選擇。2.2.3電容器組的基本接線類型并聯(lián)電容器組的基本接線分為星形和三角形兩種，當單臺并聯(lián)電容器的額定電壓不能滿足電網正常工作電壓要求時，需由兩臺或多臺并聯(lián)電容器串接后達到電網正常工作電壓的要求。為達到要求的補償容量，又需用若干臺并聯(lián)才能組成并聯(lián)電容器。2.2.4并聯(lián)電容器組每相內部的接線方式(1)先并后串接線方式，該接線方式的優(yōu)點在于當一臺故障電容器由于熔斷器熔斷后退出運行，對該相的容量變化和與故障電容器串整個退出運對行，對該相的容量變化和與故障電容器并聯(lián)的電容器承受的工作電壓影響較小，同時熔斷器的選擇只需考慮與單臺電容器相配合，故工程中普遍采用；(2)先串后并接線方式，該接線方式的缺點為，當一臺故障電容器由于熔斷器熔斷退出運行后，對該相的容量變化和剩余串電容器的斷口絕緣水平應等于電網的絕緣水平，致使熔斷器選擇不易，故工程中不采用該接線方式；(3)電容器臺數(shù)的確定計算總臺數(shù)（2.1）因為是三相，所以選擇電容器臺數(shù)為3的整數(shù)倍，光明變電所選取24臺。2.3變壓器分接頭的選擇為調整電壓，一般在雙繞組變壓器的高壓側和三繞組變壓器的高中壓側均設有3或5個分接頭供選擇使用，通過選擇變壓器的分接頭可在5％的范圍內對電壓進行調整。假如：設在最大負荷時高壓測電壓Ut1max，，變壓器的損耗為ΔUt1max，歸算到高壓測的低壓母線電壓為U2max'，低壓母線要求的實際電壓為U2max，那么最大負荷時變壓器的變比應選為（2.2）從而（2.3）與此相似，改變壓器最小負荷時應選擇的高壓繞組分接頭電壓為（2.4）因普遍變壓的分接頭不能帶電切換，故選擇的分接頭應兼顧最大，最小負荷時的要求，所以變壓器的分接頭應取其平均值（2.5）根據該平均值選擇一個分接頭，需要用該分接頭效驗變壓器低壓側的實際電壓，在運行中是否符合要求，效驗結果如滿足要求，則選取的變壓器分接頭合格。第三章電氣主接線的選擇3.1設計原則(1)變電所的主接線應根據變電所在電力系統(tǒng)中的地位，回路數(shù)，設備特點及負荷性質等條件確定，并應滿足運行可靠，簡單靈活，操作方便和節(jié)省投資等要求；(2)當能滿足運行要求時，變電所高壓側應盡量采用斷路器較少的接線，如橋形接線等；(3)60kV和10kV配電裝置中，一般采用單母線分段或單母線接線；(4)當?shù)貐^(qū)電力網或用戶不允許停電檢修線路斷路器時，采用單母線或分段單母線的10千伏配電裝置中，可設置旁路母線。3.2設計的基本要求(1)可靠性①應重視國內外長期運行的實踐經驗及其可靠性的定性分析；②主接線的可靠性包括一次部分和相應組成的二次部分在運行中可靠性的綜合；③主接線的可靠性在很大程度上取決于設備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設備可以簡化接線；④要考慮所設計的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。(2)靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求①調度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負荷，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度要求；②檢修要求，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護設備進行安全檢修且不致于影響對用戶的供電。(3)經濟性①投資省a主接線應力求簡單，節(jié)省斷路器、隔離開關、互感器、避雷器等一次設備；b要能使斷電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設備和控制電纜；c要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器；d如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。②占地面積小主接線設計要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。③電能損失小經濟合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。3.3一次接線兩種方案的比較表3.1橋型接線優(yōu)缺點比較接線方式優(yōu)點缺點內橋接線作為橫向聯(lián)系的橋斷路器接在靠近變壓器側，另兩臺斷路器分別接在線路側上，因此線路的斷開和投入比較方便：一般適用于線路較長，變壓器不需要頻繁操作的場合.變壓器故障或檢修時，將影響線路暫時停電外橋接線作為橫向聯(lián)系的橋斷路器接在靠近線路側，另兩臺斷路器分別接在變壓器側上，因此變壓器的斷開和投入比較方便：一般適用于線路較短，變壓器需要頻繁操作，以及系統(tǒng)有穿越功率的的場合.當線路發(fā)生故障時，將斷開于該線路相連的兩臺斷路器，并使于該線路縱向連接的電源被切除3.4二次接線兩種方案的比較由于對用戶負荷的調查中，由于重要負荷所占比例較多，已按用戶要求雙回線供電，以保證其可靠性，10千伏系統(tǒng)接線仍擬定單母線分段的接線方式。對單母線分段與單母線分段帶旁路的接線方式進行經濟比較如表3.2。表3.2單母線分段和單母分段帶旁路比較接線方式斷路器刀閘CTPT避雷器單母線分段少少少相同相同單母線分段帶旁路多多多相同相同根據上述分析比較，本次設計變電所的一次側采用內橋接線，二次側的采用單母線分段接線，二次側采用單母線分段接線雖然比采用單斷路器的雙母線接線供電可靠性低，但本次設計二次側可以用備用手車式斷路器代用，使線路停電的時間非常短。另外，友鄰變電所的所有重要負荷均采用雙回路供電?？梢?，經過以下措施，完全可以彌補單母線分段接線供電可靠性不高的缺陷，所以本次設計變電所的一次側采用內橋接線，二次側的主接線采用單母線分段接線。第四章短路電流的計算4.1短路電流計算的目的（1）電氣主接線的選擇；（2）選擇導體和電氣設備，保證設備在正常運行情況下，都能正常工作，保證安全可靠，而且在發(fā)生短路時保證不損壞；（3）選擇斷電保護裝置。4.2短路的基本類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地短路和單相接地短路，其中三相短路是對稱短路。為了檢驗和選擇電氣設備和載流導體，以及為了繼電保護的整定計算，常用下述短路電流值。：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時值。：超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。4.3短路電流計算的基本假定（1）正常運行時，三相系統(tǒng)對稱運行；（2）所有電源的電動勢相位角相；（3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵蕊的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；（4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（5）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；（6）元件的計算參數(shù)取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍；（7）輸電線路和電容略去不計。4.4一般規(guī)定（1）驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，確定適中電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式。而不按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式；（2）選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響；（3）選擇導體的電器時，對不帶電抗器的回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點；（4）導體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流，一般按三相短路計算，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況計算。4.5計算步驟（1）畫等值電抗圖。①首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷開關，線路電容，各元件電阻；②選取基準容量和基準電壓；③計算各元件的電抗標么值。（2）選擇計算短路點。①求各短路點在系統(tǒng)最大運行方式下的各點短路電流；②各點三相短路時的最大沖擊電流和短路容量；③列出短路電流計算數(shù)據表。4.6計算方法標么值法：取基準容量SB=100MVA，基準電壓UB=Uav，計算用公式如下。線路電抗：XL*=RXL（4.1）變壓器電抗：X*=（4.2）短路電流周期分量有效值：IK*=（4.3）短路電流沖擊值：=2.55IK（4.4）標么值轉為有名值：IK=IK（4.5）4.7網絡化簡若各電源點的電勢是相等的，即電源點間的轉移電抗中將不會有短路電流流過，根據這樣的概念，在網絡變化中應用由多支路星形變?yōu)榫哂袑蔷€的多角形公式推倒出∑Y法，即（4.6）4.7.1多電源星形網絡化簡在實際計算中，利用上式及倒數(shù)法，則計算更為簡便以下圖為例。圖4-1多電源接線圖網絡變換如下所示圖4-2簡化圖令（4.7）（4.8）則由，，…可求得4.7.2雙電源網絡化簡如果有兩個電源支路，轉移電抗X1d和X2d可用星角變換求得圖4-3雙電源接線圖網絡變換可得圖4-4雙電源接線簡化圖有圖可得，即（4.9）（4.10）第五章主要電氣設備的選擇5.1一般原則（1）應滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求；（2）應滿足安裝地點和使用環(huán)境條件要求；（3）應滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求；（4）應考慮操作的頻繁程度和開斷負荷的性質；（5）對電流互感器的選擇應計其負載和準確度級別。5.2母線的選擇（1）母線的選擇①電流分布良好；②散熱良好；③有利于提高電暈超始電壓；④安裝檢修方便，連接簡單。（2）導體截面選擇和檢驗①按經濟電流密度選擇對于全年平均負荷較大，母線較長，傳輸容量也較大的回路，均應按經濟電流密度選擇S=（5.1）S：經濟截面：工作電流AJ：經濟電流密度查1995年電力部頒發(fā)的經濟電流密度表②按短路動穩(wěn)定檢驗一般要求：：母線最大相間計算應力：母線材料的允許應力③按短路熱穩(wěn)定檢驗S（5.2）S:所選導體截面mm2C:熱穩(wěn)定系數(shù):集膚效應系數(shù)所以本次設計的光明變電所選擇的主母線為LGJ-240/30型。5.3高壓斷路器的選擇（1）選擇條件；（2）設備種類、型式和結構；（3）斷路器額定電壓大于電網電壓，；（4）高壓斷路器的額定電流應大于或等于它的最大持續(xù)工作電流，即（5）動穩(wěn)定校驗：斷路器的極限通過電流峰值應不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流，即（6）熱穩(wěn)定校驗高壓斷路器的短時允許發(fā)熱量應不小于短路期內短路電流發(fā)出的熱量；（7）開斷電流能力；（8）關合能力所以本次設計的光明變電所60千伏側選擇斷路器型號為LW9-63型。主變10千伏側選擇斷路器型號為VS1-10型真空斷路器。5.4隔離開關的選擇隔離開關的選擇，除了不校驗開斷能力外，其余與斷路器的選擇相同，因為隔離開關與斷路器串聯(lián)在回路中，網絡出現(xiàn)短路故障時，對隔離開關的影響完全取決于斷路器的開斷時間，故計算數(shù)據與斷路器選擇時的計算數(shù)據完全相同。(1)額定電壓(2)額定電流(3)型式和結構(4)動穩(wěn)定校驗(5)熱穩(wěn)定校驗所以本次設計的光明變電所60千伏側選擇隔離開關型號為GW5—63型。主變10千伏側選擇隔離開關型號為GN2—10型。5.5電流互感器的選擇（1）種類的選擇，對于6-20千伏屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構，對于35千伏及以下配電裝置，宜采用油浸箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，盡量采用套管式電流互感器。（2）按一次額定電壓和額定電流選擇,(3)按準確度級和副邊負荷選擇為了保證測量儀表的準確度，電流互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級，為保證互感器在一定的準確級工作，電流互感器二次側所接負荷應不大于該準確級所規(guī)定的額定容量。（4）熱穩(wěn)定校驗（5）動穩(wěn)定校驗所以本次設計光明變電所60千伏側選擇的電流互感器為LZW—60型。10千伏側選擇的電流互感器為LZZBJ9—10型。5.6電壓互感器的選擇（1）裝置種類和型式選擇對于3-20千伏屋內配電裝置，宜采用油浸絕緣結構，也可采用樹脂澆注絕緣結構，在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器。（2）按一次回路電壓選U1：電網電壓Ue1：電壓互感器一次繞組額定電壓（3）按準確級和容量選用于電度計量的電壓互感器，準確度不低于0.5級，用于電流、電壓測量的準確度不應低于1級，用于繼電保護不應低于3級。二次負荷變化范圍所以本次設計友鄰變電所選擇的60kV電壓互感型號為JDCF—60型，10kV電壓互感器型號為JDZ—10型。第六章防雷保護規(guī)劃設計6.1變電所的保護對象A類：電工裝置B類：需要采取防雷措施的建筑物和構筑物6.2電工裝置的防雷保護 （1）電壓為110kV以上的屋外配電裝置，可將避雷針裝在配電裝置的構架上，對于35-60kV的配電裝置，為防止雷擊時引起反擊閃絡的可能，一般采用獨立避雷針保護；（2）電壓為110kV及以上的屋外配電裝置，可將保護線路的避雷線連接在配電裝置的出線門型構架上；（3）在選擇獨立避雷針的裝設地點時，應盡量利用照明燈塔，在其上裝設避雷針；（4）主控室及屋內配電裝置對直擊雷的防雷措施如下①若有金屬屋頂或屋頂上有金屬結構時，將金屬部分接地；②若屋頂為鋼筋混凝土結構，應將其鋼筋焊接成網接地；③若結構為非導體的屋頂時，采用避雷帶保護，該避雷帶的網格為8-10m。每隔10-20設引下線接地。6.3防雷設計要求和所需資料雷電過電壓保護主要是（1）防止雷電直擊于電氣設備上，一般采用避雷針，避雷線進行保護；（2）對于60kV及以下的電氣設備，應盡量減小感應過電壓，一般電氣設備應遠離可能遭到直擊雷的設備或物體，增大電氣設備對電容或采用閥型避雷器保護；（3）防止從線路侵入的雷電波過電壓對電器設備的危害，一般采用避雷器、間隙、電容器和相應的進線保護段進行保護。防雷保護設計所需資料（1）要求變電所附近氣象資料；（2）要求變電所主接線圖及電器設備布置圖；（3）其它需要保護的設備和設施；（4）變壓器入口電容。6.4防雷保護措施（1）在變電所的四角分別安裝一支14米高的避雷針；（2）在60kVI、Ⅱ段母線分別安裝一組避雷器；（3）在10kVI、Ⅱ段母線分別安裝一組避雷器；（4）在主變中性點安裝一臺避雷器；（5）在60kV電源進線，采用避雷線保護。第七章繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設計7.1繼電保護的配置 7.1.1變壓器的保護①配置原則a.反映變壓器內部故障的油面降低的瓦斯保護；b.相間短路保護反映變壓器繞組和引出線的相間短路的縱差保護或速斷保護，對其中性點直接接地側繞組和引出線的接地短路，以及繞組間適中中能起保護作用，如果變壓器的縱差動保護對單相接地適中的靈敏性不符合要求，可增設零序差動保護。c.后備保護d.中性點直接接地電網中，降壓變電所的變壓器兩側應裝設零序電流保護，作為變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護；e.過負荷保護。②光明變電所主變保護配置。主保護：縱聯(lián)差動保護，瓦斯保護。后備保護：零序電流保護，復合電壓啟動的過流保護，過負荷保護。7.1.2母線保護①配置原則a.35-60kV電力網中，主要變電所的35-60kV雙母線或分段單母線需快速而有選擇地切除一段或一組母線上故障，以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和可靠供電；b.對于雙母線并聯(lián)運行的發(fā)電廠或變電所，當線路保護在某些情況下，可能失去選擇時，母線保護應保證先跳開母聯(lián)斷路器，但不能影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行；c.對3-10kV分段母線，宜采用不完全電流差動式母線保護，保護僅接入有電源支路的電流，保護由兩段組成：其第一段采用無時限或帶時限的電流速斷保護，當靈敏系數(shù)不符合要求時，可采用電流閉鎖，電壓速斷保護，第二段采用過電流保護，當靈敏系數(shù)不符合要求時，可將一部分負荷較大的配電線路接入差動回路，以降低保護的起動電流。②光明變電所母線保護配置。a.10kV母線分段斷路器第一段采用帶時限的電流速斷保護，第二段采用過電流保護；b.60kV母線采用不完全電流差動式母線保護，分段斷路器設置過電流保護。7.1.3線路保護①配置原則。a.單側電源線路，可裝設一段或兩段式電流電壓速斷保護和過電流保護；b.復雜網絡的單回線路，可裝設一段或兩段式電流，電壓速斷保護和過電流保護，必要時，保護應具有方向性宜采用距離保護。電纜及架空短線路，如采用電流電壓保護不滿足選擇性、靈敏性和速動性要求時，宜采用導引線或光纖通道等縱聯(lián)保護作為全保護，以帶方向或不帶方向的電流保護作為后備保護。②光明變電所線路保護配置a.10kV線路采用三段式電流保護；b.60kV線路采用三段式電流保護和距離保護。7.1.4電力電容器的保護①配置原則對3kV及以上的并聯(lián)補償電容器組的下列故障及異常運行方式應按規(guī)定裝設相應的保護。a.電容器組和斷路器之間連接線短路；b.電容器內部故障及其引出線短路；c.電容器組中，某一故障電容器切除后所引起的過電壓；d.電容器組的單相接地故障；e.電容器組過電壓；f.所聯(lián)接的母線失壓。②光明變電所電力電容器保護配置限時速斷過電流，過電壓和低壓保護，零序保護。7.2自動裝置的配置（1）配置原則。①3kV及以上的架空線路和電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，如用電設備允許且無備用電源自動投入時，應裝設自動重合閘裝置；②低壓側不帶電源的降壓變壓器，可裝設自動重合閘。（2）光明變電所自動裝置配置。①10kV線路因是全線電纜線路不設自動重合閘裝置；②60kV線路配置三相一次自動重合閘裝置；③主變壓器配置三相一次自動重合閘與復合電壓閉鎖保護。

第二部分計算書第八章主變壓器臺數(shù)、容量和變比的確定8.1變壓器容量的確定綜合利用負荷總負荷無功變壓器的最大有功負荷對兩臺變壓器的變電所，變壓器計算的額定容量為總裝機容量∑Se=2×Se=2×27510=55020kVA因此所選變壓器的型號為SZ11-31500/63變壓器參數(shù)如表8.1表8.1SZ11-31500/63變壓器參數(shù)序號額定電壓（kV）高壓低壓額定容量（kVA）損耗（kW）空載負載阻抗電壓UK%空載電流I0%SZ11-31500/6363±8×2.5%10.53150042.2141.090.88.2變壓器無功的補償總的有功總的無功補償前最大的功率因數(shù)為補償前的平均功率因數(shù)為要求補償后的平均功率因數(shù)≥0.9計算補償電容Oc解得可選擇型號BFM11-334-1W電容的參數(shù)如表8.2表8.2BFM11-334-1W電容的參數(shù)補償電容器型號額定工作電壓（kV）額定工作容量（kvar）額定電容（pF）極間實驗電壓（kV）絕緣水平（kV）重量(kg)BFM11-334-1W10.53349.6422.5835/7585補償電容的數(shù)量所以取等于24個。8.3變壓器分接頭的選擇低壓側最大運行時低壓側最小運行時變壓器的損耗可以表示為最大負荷時變壓器的損耗最小負荷時變壓器的損耗高壓側最大負荷時高壓側最小負荷時歸算到變壓器高壓側變壓器的電阻當最大負荷運行時當最小負荷運行時變壓器分接頭的平均值該變壓器初步選擇63×（1-2×2.5%）=59.85kV。最大負荷時高壓母線的電壓變壓器中的電壓損耗分接頭的平均值變壓器最大負荷時應選擇的高壓繞組分接頭電壓母線要求的實際電壓壓器低壓繞組的額定電壓分接頭的效驗在最大負荷時變壓器低壓側的實際電壓在最小荷時變壓器低壓側的實際電壓在最大負荷時變壓器低壓側的電壓偏移百分數(shù)在最小負荷時變壓器低壓側的電壓偏移百分數(shù)由于低壓側的電壓波動±10%，所以選擇分接頭正確。第九章電氣主接線的選擇通過說明書中幾種接線方式的比較，高壓側采用外僑接線，低壓側均采用單母線分段接線。根據負荷大小及其重要性等方面考慮，使潮流盡可能達到最小，負荷應對稱分布，由任務書中所給數(shù)據，負荷分布如下圖所示。進線端

圖9-1負荷分布圖第十章短路電流計算取功率基準值=100MVA；電壓基準值畫等值電路圖如下所示。圖10-1等值電路圖10.1電抗標么值的計算(1)發(fā)電機電抗G1,G2發(fā)電機的電抗標么值G3,G4發(fā)電機的電抗標么值G5發(fā)電機的電抗標么值(2)變壓器電抗TB1，TB2變壓器電抗標么值為TB3，TB4變壓器電抗標么值為TB5，TB6，TB7，TB8變壓器電抗標么值為(3)線路阻抗L1，L2線路的阻抗標么值為L3，L4，L5，L6，L7，L8線路的阻抗標么值為L9，L10線路的阻抗標么值為10.2短路計算當高壓側發(fā)生三相短路時，化簡計算電抗高壓側發(fā)生短路時的最大沖擊電流及有效值。查表，求高壓側發(fā)生短路0s，2s，4s時各發(fā)電機向短路點提供的短路電流。當有無窮大電源時，由于無窮大電源向短路點提供的短路電流是不衰減的，不必查表，直接計算可得網絡化簡如下圖所示圖10-2網絡化簡圖再轉化成轉移電抗，如下圖所示圖10-3轉移電抗圖首先把轉移電抗轉化成計算電抗高壓測當*=1.434，I0s**=0.710，I2s*=0.740，I4s*=0.740當*=1.238，I0s*=0.793，I2s*=0.836，I4s*=0.836短路點的短路電流為沖擊電流的有效值為沖擊電流的瞬時值為當?shù)蛪簜劝l(fā)生三相短路時網絡化簡如下圖所示圖10-4網絡化簡圖再轉化成轉移電抗，如下圖所示圖10-5轉移電抗圖低壓側發(fā)生短路時的最大沖擊電流及有效值。查表，求高壓側發(fā)生短路0s，2s，4s時各發(fā)電機向短路點提供的短路電流。當有無窮大電源時，由于無窮大電源向短路點提供的短路電流是不衰減的，不必查表，直接計算可得低壓側當=2.594，I0s**=0.392，I2s*=0.392，I4s*=0.393當=2.445，I0s*=0.417，I2s*=0.419，I4s*=0.419短路點的短路電流為沖擊電流的有效值為沖擊電流的瞬時值為：第十一章電氣設備的選擇11.1母線的選擇11.1.160千伏母線的選擇（1）持續(xù)工作電流（2）經濟截面的選擇因為各用電設備最大負荷利用小時數(shù)為3000-5000，所以j取1.15因此選擇LGJ-240/30母線，允許的載流量610A。（3）對110kV以下的線路電暈電壓可以忽略，所以不需要效驗電暈電壓。（4）穩(wěn)定的效驗所以有經查表C值為97，肌膚效應系數(shù)約等于1，短路電流假想時間一般為0.2-0.3，這里取0.25s。熱穩(wěn)定合格。由于所選60kV側母線為軟母線，所以不必效驗動穩(wěn)定性，故所選LGJ-240合格。11.1.210千伏母線的選擇（1）大持續(xù)工作電流（2）經濟截面的選擇因為各用電設備最大負荷利用小時數(shù)為3000-5000，所以j取1.15。10千伏側母線布置在戶內因此選擇2（100×10）銅硬母線，，最大允許的載流量2315A，豎放。（3）對110kV以下的線路電暈電壓可以忽略，所以不需要效驗電暈電壓。（4）熱穩(wěn)定的效驗經查表C值為97，肌膚效應系數(shù)取1.42，短路電流假想時間取0.25s。熱穩(wěn)定合格。（5）動穩(wěn)定的效驗a取0.65米，L取1.5米，三相短路的最大電動力為彎距抗彎距所以三相短路的最大應力為所以所選母線合格11.2高壓短路器的選擇11.2.160千伏側高壓短路器的選擇(1）額定電壓的選擇短路器的額定電壓應大于等于工作電壓，即≥60kV。(2）通過最大長期工作電流短路器的額定電流應大于等于最大長期工作電流，即。初選短路器的型號為LW9-63IW主要參數(shù)如表11.1表11.1LW9-63IW主要參數(shù)60kV側短路器型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關合電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）分閘時間（ms）合閘時間（ms）LW9-63IW63250031.5808031.5≤30≤150(3）按額定短路開斷電流選擇高壓短路器的開斷電流應大于短路電流周期性分量有效值即(4)按額定關合電流選擇即(5）動穩(wěn)定效驗即(6）熱穩(wěn)定效驗因為Q2≤Qt＝31.52×4＝3969kA2.S故60kV側所選型號為LW6-63IW斷路器合格。11.2.210千伏側短路器的選擇(1）額定電壓的選擇短路器的額定電壓應大于等于工作電壓，即≥10kV。(2）通過最大長期工作電流短路器的額定電流應大于等于最大長期工作電流，即。初選短路器的型號為VS1-10主要參數(shù)如表11.2。表11.2VS1-10主要參數(shù)10kV側短路器型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關合電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）分閘時間（ms）合閘時間（ms）VS1-10102000256363250.03≤0.045≤(3）按額定短路開斷電流選擇高壓短路器的開斷電流應大于短路電流周期性分量有效值即(4)按額定關合電流選擇即(5）動穩(wěn)定效驗即(6）熱穩(wěn)定效驗因為Q2≤Qt＝252×4＝2500kA2.S故10KV側所選型號為VS1-10斷路器合格。11.3隔離開關的選擇11.3.160千伏側隔離開關的選擇(1）額定電壓的選擇短路器的額定電壓應大于等于工作電壓，即≥60kV。(2）通過最大長期工作電流短路器的額定電流應大于等于最大長期工作電流，即。(3）動穩(wěn)定效驗即選擇隔離開關的型號為GW5-63主要參數(shù)如表11.3。表11.3GW5-63主要參數(shù)60KV側短路器型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關合電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）GW5-636363050205020(4）熱穩(wěn)定效驗因為Q2≤Qt＝202×4＝1600kA2.S故所選GW5-63隔離開關合格。11.3.210千伏側隔離開關的選擇(1）額定電壓的選擇短路器的額定電壓應大于等于工作電壓，即≥10kV。 (2）通過最大長期工作電流短路器的額定電流應大于等于最大長期工作電流，即。初選短路器的型號為GN2-10主要參數(shù)如表11.4。表11.4GN2-10主要參數(shù)10KV側短路器型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關合電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）GN2-101020001004010040(3）動穩(wěn)定效驗即（4）熱穩(wěn)定效驗因為Q2≤Qt＝402×4＝9600kA2.S故10kV側所選型號為GN2-10隔離開關合格。11.4電流互感器的選擇（1）60kV側電流互感器的選擇電流互感器的選擇應根據電壓等級和電流互感器安裝的最大長期工作電流進行選擇。所以初選電流互感器的型號為LZW-60主要參數(shù)如表11.5。表11.5LZW-60主要參數(shù)電流互感器型號額定電流比（A）二次組合準確級二次額定輸出（VA）保護級準確極限系數(shù)（ALF）短時熱電流動穩(wěn)定電流LZW-6020～400/50.5/15130301級3U75KA150KA效驗動穩(wěn)定：表示電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)：表示電流互感器一次測的額定電流效驗熱穩(wěn)定18.716kA2.S<5625kA2.S：表示電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)所以LZW-60電流互感器合格（2）10kV側電流互感器的選擇電流互感器的選擇應根據電壓等級和電流互感器安裝的最大長期工作電流進行選擇。所以選電流互感器的型號為LZZBJ9-10主要參數(shù)如表11.6。表11.6LZZBJ9-10主要參數(shù)電流互感器型號額定電流比（A）二次組合準確級二次額定輸出（VA）保護級準確極限系數(shù)（ALF）短時熱電流動穩(wěn)定電流LZZBJ9-101500～3000/50.5/D5D40～6060～80///11.5電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇是根據額定電壓，裝置種類，構造形式，準確級以及按副邊負載選擇，而副邊負荷是在確定二次回路方安以后可計算，故高壓側，低壓側電壓互感器初選型號如下。由于對用戶負荷的調查中，由于重要負荷所占比例較多，已按用戶要求雙回線供電，以保證其可靠性，10千伏系統(tǒng)接線仍擬定單母線分段的接線方式。電壓互感器JDCF-60的主要參數(shù)如表11.7。表11.7JDCF-60的主要參數(shù)型號額定電壓（kV）二次繞組額定輸出（VA）剩余電壓繞組一次繞組二次繞組剩余繞組0.20.5133P6P額定輸出（VA）準確級JDCF-6060/√30.1/√30.1/√3//400/300///電壓互感器JZD-10的主要參數(shù)如表11.8。表11.8JZD-10的主要參數(shù)型號額定電壓（kV）二次繞組額定輸出（VA）剩余電壓繞組一次繞組二次繞組剩余繞組0.20.5133